A szén új formáját fedezték fel

2017.06.13. 12:04

Ezer Celsius-fokra hevítve a szén tulajdonságai drasztikusan megváltoznak. Az új anyag ultraerős és ultrakönnyű, emellett rugalmas, mint a gumi, valamint elektromos vezető. A különleges szénformát létrehozó technika egy sor újfajta matéria felfedezéséhez vezethet, írja a Science Alert tudományos hírportál.

A szén a világegyetem negyedik leggyakoribb eleme, és kulcskomponense a Földön megtalálható életformáknak. Ha a fizikai tulajdonságait nézzük, kevés változatosabb elem létezik a szénnél: bizonyos atomi elrendeződés esetén puha formájú grafitot kapunk, ha viszont ezt a konfigurációt megváltoztatjuk, eljutunk bolygónk egyik legkeményebb anyagához, a gyémánthoz. Aztán ott van a grafén, ami még a gyémántnál is keményebb.

A megfelelő hőmérséklet és nyomás megtalálása

Hála egy friss kutatásnak, most a grafit újabb, eddig „ismeretlen oldalára" derül fény egy új technikának köszönhetően. Az elemet nagyjából 1000 Celsius-fokra hevítették, miközben a normál légköri nyomás 250 ezerszeresének tették ki. Az így létrejövő szénforma ultraerősnek, mégis rendkívül rugalmasnak bizonyult, amit vélhetően űrhajókban vagy robotikus külső vázakban (úgynevezett exoszkeletonokban) lehet majd felhasználni.

A könnyű, rugalmas, mégis erős anyagok különösen fontosnak számítanak az olyan alkalmazási területeken, ahol a könnyű súly még a várható költségnél is fontosabb" – mondta Zhisheng Zhao, a kínai Yanshan Egyetem kutatója.

Nem a mostani az első, hogy a szénből valami egészen újfajta tulajdonságú anyagot akarnak létrehozni, korábban is próbálkoztak már hasonlóval, akkor viszont nem sikerült a megfelelő hőmérséklet és nyomás kombinációját eltalálni, ami miatt a szén eredeti struktúrája visszarendeződött.

Grafit- és gyémántszerű tulajdonságokat is mutat

Az eredmény egy új, egzotikus típusa a szénnek, amely tartalmaz grafit- és gyémántszerű kötéseket, valamint grafénrétegeket, ez pedig egyszerre kölcsönöz puhaságot és erőt az anyagnak.

Az alábbi képen három különböző formáját láthatjuk az újonnan létrehozott matériának: a vörös gömbök gyémántszerű kötéseket ábrázolnak, a fekete gömbök pedig grafénrétegeket.

Forrás: Timothy Strobel

Az anyagot a kutatók „sűrített üveges szénnek" keresztelték el. A szakértők elmondása szerint rugalmassága veri a szerves gumiét, a szilícium-dioxidét és a nikkel-titán ötvözetét is, ráadásul ötször erősebb, mint a közismert fémek és ötvözetek.

A kutatócsoport most arra készül, hogy az alkalmazott technikával másfajta széntípusokat is létrehozzanak. Az eredményeket a Science Advances című szakfolyóiratban közölték.