Российские учёные разработали технологию синтеза материала, который по твёрдости превосходит алмаз. Речь идёт о фуллерите — полимере на основе фуллеренов.

В работе приняли участие исследователи из Технологического института сверхтвёрдых и новых углеродных материалов в Троицке, Московского физико-технического института (МФТИ), Национального исследовательского технологического университета МИСиС и Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова (МГУ).

Учёные отмечают, что алмаз уже давно не является самым твёрдым материалом. Натуральные алмазы имеют твёрдость около 150 гигапаскалей, в то время как данный показатель ультратвёрдого фуллерита составляет от 150 до 300 гигапаскалей.

Фуллериты, как уже отмечалось, состоят из фуллеренов, которые, в свою очередь, представляют собой молекулы углерода в виде сфер, образованных 60 атомами. В фуллерите, синтезированном российскими исследователями, молекулы С60 связаны друг с другом ковалентными связями во всех направлениях — этот материал учёные называют трёхмерным полимером.

Однако методов, позволяющих получать это перспективное вещество в промышленных масштабах, пока не существует. Обусловлено это очень высоким давлением, которое необходимо создать для начала реакции. Образование трёхмерного полимера начинается при давлениях от 13 ГПа или 130 тысяч атмосфер — а создать такое давление в большом объёме современная техника не позволяет.

Российские учёные показали, что добавление к исходной смеси реагентов сероуглерода, CS2, играет роль катализатора в синтезе фуллерита. Это вещество синтезируется в промышленных масштабах, активно используется на различных предприятиях, а технологии работы с ним хорошо отработаны. Сероуглерод, как показали эксперименты,  конечный продукт, но выступает в роли катализатора. За счёт него образование сверхтвёрдого материала становится возможным при меньшем давлении — 8 ГПа, причём при комнатной температуре, в то время как предыдущие попытки синтезировать фуллерит при 13 ГПа требовали нагрева до 1100К (свыше 820 градусов Цельсия). 

Источник:

Источник: 3DNews