Нитриды углерода могут быть прочнее алмаза
Недавно ученые рассказали, что им удалось создать нитриды углерода — материал, который может быть прочнее алмаза. По словам ученых, это открытие открывает путь к многочисленным применениям.
Лучше, чем кубический нитрид бора
Алмаз — это не что иное, как аллотроп углерода высокого давления, хотя и менее стабильный, чем графит и лонсдейлит, две другие формы кристаллизации углерода. Он является самым твердым природным материалом и, как таковой, имеет наивысшую оценку по шкале Мооса (10). Он также обладает очень высокой теплопроводностью и высокой стоимостью, поэтому находит широкое применение в промышленности, науке и, конечно же, в ювелирном деле.
Что, если один материал сможет сместить алмаз с позиции самого прочного материала в мире? Эдинбургский университет (Шотландия) возглавил исследование на эту тему, опубликованное в журнале Advanced materials в октябре 2023 года. Ученые сообщают, что им удалось получить материал, который практически невозможно сломать: нитриды углерода.
Гораздо более прочный, чем кубический нитрид бора, который в настоящее время считается вторым по твердости материалом, нитрид углерода получается в результате синтеза углеродных и азотных прекурсоров. Однако необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, действительно ли нитриды углерода прочнее алмаза.
Первоначальное исследование синтеза
Авторы объяснили, что они подвергали различные формы углеродистых азотных прекурсоров воздействию высокого давления — от 70 до 135 гигапаскалей, что в миллион раз превышает атмосферное давление на Земле. Прекурсоры также нагревались до температуры более 1500°C. Исследователи были поражены, когда в конце процесса появились нитриды углерода.
Они считают, что этот тип материала — как раз то, о чем многие ученые мечтали как минимум тридцать лет. О потенциале нитридов углерода известно с 1980-х годов. В то время уже была замечена их высокая устойчивость к нагреванию. Однако серьезных исследований по их синтезу не проводилось до тех пор, пока в Эдинбургском университете не было проведено исследование.
Как бы то ни было, ученые считают, что этот прорыв открывает путь к широкому спектру применения. Возможно, удастся создать более мощные режущие инструменты, чем те, в которых используются алмазы, или даже фотодетекторы. Существует также возможность производства защитных покрытий для некоторых транспортных средств и космических кораблей.