Các nhà khoa học vừa tạo ra loại kính cứng nhất hành tinh, làm xước được cả bề mặt kim cương

Các nhà khoa học vật liệu ở Trung Quốc đã thử nghiệm carbon ở nhiều dạng khác nhau và tạo ra một loại kính cứng đến mức có thể làm xước bề mặt kim cương. Theo SCMP, loại vật liệu trong suốt này cũng có khả năng hoạt động như một chất bán dẫn, mở ra một số khả năng thú vị trong lĩnh vực quang điện.

Được đặt tên là AM-III, vật liệu mới có một số điểm tương đồng với kinh cương, cả tự nhiên và nhân tạo khi nó được hình thành chủ yếu từ các nguyên tử carbon. Trong khi các nguyên tử và phân tử của kim cương được sắp xếp trong một cấu trúc mạng tinh thể hoàn hảo thì AM-III có cấu trúc vô tổ chức hơn, nơi các nguyên tử và phân tử bị lệch – tạo ra một loại vật chất được gọi là vô định hình.

Các loại vật liệu vô định hình, hoặc còn gọi là chất rắn không kết tinh bao gồm nhựa, chất dẻo và nổi tiếng nhất là kính. Tuy nhiên, kính thường không được biết đến với độ cứng hoặc độ bền lớn.

Các nhà khoa học từ Đại học Yanshan, Trung Quốc đã tìm cách đưa những đặc điểm này lên vật liệu kính thông qua nhiều lần thử nghiệm. Họ sắp xếp các phân tử carbon hình quả bóng, được gọi là fullerene.

Các nhà khoa học từng nghiên cứu fullerenne để phát triển các hạt nano dễ bắt lửa, pin mặt trời tiên tiến. Fullerene phải chịu nhiệt độ và áp suất ngày càng tăng, khiến chúng bị nghiền nát và hoà trộn với nhau. Nhóm nghiên cứu đã cẩn thận điều chỉnh nhiệt độ đến những mức chưa từng xuất hiện trước đây cho đến khi AM-III được hình thành.

Trong bài kiểm tra độ cứng của Vickers, loại vật liệu mới được chứng minh có độ cứng 113 GPa. Trong khi đó, thép có độ cứng khoảng 9 GPa, trong khi kim cương có độ cứng khoảng 70-100 GPa. Thử nghiệm cơ học đã chứng minh AM-III là vật liệu vô định hình cứng nhất và bền nhất được biết cho đến nay. Nó có khả năng làm xước bề mặt kim cương.

Vật liệu này cũng là một loại chất bán dẫn. AM-III đang trở thành một đề tài nghiên cứu hấp dẫn đối với các nhà khoa học phát triển công nghệ quang điện trong việc chuyển đổi ánh sáng thành điện năng, giống công nghệ tìm thấy trong pin mặt trời.

Tham khảo: SCMP