Что на свете всех прочнее?

Наноалмаз побьет наноэльбор

С помощью нанотехнологий получены материалы, превосходящие по твердости алмаз и эльбор

Китайским ученым удалось усовершенствовать свойства современных промышленных абразивов, получив материалы, превосходящие по твердости алмаз и эльбор

Представления о том, что алмаз — самый прочный материал в природе, уходят в прошлое. Опережает его лонсдейлит — еще одна модификация углерода, очень похожая на алмаз (однако у алмаза атомы углерода упакованы в кубическую решетку, а у лонсдейлита — в гексагональную). Прочнее алмаза, при действии на растяжение, графеновый лист — двумерная структура из атомов углерода, всего один из слоев которых — грифель-графит (именно за открытие графена получили Нобелевскую премию в 2010 году британские физики российского происхождения Андрей Гейм и Константин Новоселов).

А из неуглеродных материалов конкуренцию алмазу мог составить нитрид бора — вещество, где ближайшие соседи углерода (у одного меньше протонов и электронов, у азота — на один больше) чередуются.

В последнем номере журнала Nature многочисленный коллектив китайских ученых и американских ученых китайского происхождения делится рецептом того, как сделать нитрид бора еще прочнее.

За основу авторы статьи взяли эльбор — кубическую модификацию нитрида бора, больше всего похожую на алмаз и замещающую его сегодня в черновой и финишной обработке деталей в тяжелом машиностроении, автомобилестроении, добывающей промышленности.

Добиться таких результатов удалось довольно традиционным способом: измельчив зерна материала (так повышается твердость полученного, затем спрессованного композита). Группа физиков под руководством Юнцзюня Тяня из университета Яньшаня в городе Циньхуандао (Китай) разработала специальную синтетическую методику его получения. За основу взята «похожая на лук» слоистая структура нитрида бора — эти слои сжимали под прессом при температуре в 1,6 тыс. градусов. Полученные таким образом образцы «просеяли» через наносито.

Ранее ученым удавалось получить лишь наночастицы размером в 14 нм. Конечно, они пытались измельчить «зерна» сильнее, чтобы создать более твердый материал, однако на этом этапе площадь поверхности частиц оказалась слишком велика, и силы, действующие на этих поверхностях, уже не давали зернам «склеиться» в полноценный материал. Именно эти проблемы преодолевает «луковичная» структура исходного нитрида бора.

Впрочем, отдаленное будущее может быть отдано тем веществам, которые пока никто не видел. Известный кристаллограф Артем Оганов, профессор Университета штата Нью-Йорк и адъюнкт-профессор МГУ, два года назад предсказал существование новых, пока неизвестных форм углерода hP3, tI12 и tP12, которые должны иметь на 3% более плотную упаковку, чем алмаз, и сравнимую с ним твердость. Форма углерода tP12 будет диэлектриком с необычной для форм углерода шириной запрещенной зоны – 7,3 электрон-вольт.

Пока еще эти формы не найдены, но практика показывает, что большая часть «предсказаний», сделанных с помощью методики USPEX, разработанной Огановым, сбывается. Поэтому остается ждать новостей от химиков-синтетиков.

Александра Борисова

http://www.gazeta.ru/…929637.shtml

Китайским ученым удалось усовершенствовать свойства современных промышленных абразивов, получив материалы, превосходящие по твердости алмаз и эльбор.

  • Ну, как говорится, голь на выдумки хитра (в хорошем смысле слова). Млодцы китайцы. Целеустремленные и настойчивые, они, возможно, нащупали закономерность повышения твёрдости материалов и, пойдя этим путём, уже добилсь впечатляющих результатов…

В добрый час и новых достижений!..