Chinesische Materialwissenschaftler, die mit Kohlenstoff in seinen vielen Formen experimentieren, haben ein Glas geschaffen, das so hart ist, dass es die Oberfläche eines Diamanten zerkratzen kann. Laut der South China Morning Post ist das transparente Material auch unglaublich stark und hat die Fähigkeit, als Halbleiter zu fungieren, was einige aufregende Möglichkeiten in der Photovoltaik eröffnet.
Das neue Material mit der Bezeichnung AM-III hat einige Parallelen zu natürlichen und künstlichen Diamanten, da es hauptsächlich aus Kohlenstoffatomen besteht. Aber während in Diamant die Atome und Moleküle in einer perfekten Gitterstruktur angeordnet sind, hat AM-III eine unorganisiertere Struktur, in der die Atome und Moleküle nicht ausgerichtet sind, ein Material, das als bekannt ist amorphes Material.
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Arten von amorphen Materialien oder nichtkristallinen Feststoffen umfassen Kunststoffe, Gele und Glas, aber letzteres wird normalerweise nicht mit großer Härte oder Festigkeit in Verbindung gebracht. Wissenschaftler der Yangshan-Universität in China versuchten, dem glasartigen Material diese Eigenschaften durch sorgfältiges Ausprobieren zu verleihen, experimentierten mit verschiedenen Anordnungen von Atomen und Molekülen und wandten sich fußballförmigen Kohlenstoffmolekülen zu, die als bekannt sind Fullerene.
Die Fullerene wurden zunehmender Hitze und Druck ausgesetzt, was dazu führte, dass sie brachen und sich miteinander vermischten, und das Team erhöhte vorsichtig den Druck und die Temperatur auf unbekanntem Gebiet, bis das AM-III-Material gebildet war.
Das neue Material zeigte im Vickers-Härtetest eine Härte von 113 GPa. Zum Vergleich: Weichstahl hat eine Vickers-Härte von etwa 9 GPa und natürliche Diamanten - von 70 bis 100 GPa. Umfassende mechanische Tests, die von dem Team durchgeführt wurden, zeigten, dass AM-III das härteste und stärkste bisher bekannte amorphe Material ist, das in der Lage ist, die Oberfläche von Diamanten zu zerkratzen.
Außerdem erwies sich das Material als halbleitend mit einer Bandlücke von 1,5 bis 2,2 eV. Diese Kombination aus elektronischen und mechanischen Eigenschaften macht AM-III zu einem attraktiven Angebot für Wissenschaftler, die photovoltaische Technologien entwickeln, die Licht in Elektrizität umwandeln, wie in Solarzellen.
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… und das Team erhöhte vorsichtig Hitze und Temperatur … Druck und Temperatur.
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