ساخت ماده تقریبا نشکن جدیدی که رقیب الماس است
پژوهشگران دریافتند هنگامی که پیش‌ساخته‌های کربنی و نیتروژنی در معرض گرما و فشار بسیار زیاد قرار می‌گیرند، مواد حاصل- که نیتریدهای کربن نام دارند- از نیترید بور مکعبی، که دومین ماده سخت بعد از الماس است، سخت‌تر می‌شوند.
برپایه این مطالعه جدید، که یافته‌های آن در نشریه مواد پیشرفته (Advanced Materials) منتشر شده است، از این ماده جدید می‌توان در ساخت مواد چندمنظوره جدید در کاربردهای صنعتی، از جمله پوشش‌های محافظ خودروها و سفینه‌های فضایی، ابزار برش با دوام زیاد، صفحه‌های خورشیدی، و ردیاب نوری استفاده کرد.
با اینکه دانشمندان از دهه ۱۹۸۰ از لحاظ نظری از امکان‌های بالقوه نیترید کربن، از جمله مقاومت زیاد آن دربرابر گرما، اطلاع داشتند، بعد از بیش از سه دهه پژوهش و تلاش متعدد برای ساختن آن، به هیچ نتیجه معتبری در آزمایشگاه نرسیدند.
در جریان این مطالعه جدید، پژوهشگرانی از جمله از دانشگاه ادینبورگ شکل‌های گوناگون مواد پیش‌ساخته نیتروژنی کربنی را زیر فشارهایی بین ۷۰ تا ۱۳۵ گیگا پاسکال- حدود یک میلیون برابر فشار جو زمین- قرار دادند و آن‌ها را تا دمایی بیش از ۱۵۰۰ درجه سانتی‌گراد گرم کردند.
سپس، آرایش اتمی ترکیبات حاصل را در این شرایط بررسی کردند و دریافتند که سه ترکیب نیترید کربن اجزای سازنده لازم را برای دستیابی به فوق‌سختی دارند.
دانشمندان دریافتند که هر سه این ترکیبات پس از بازگشت به شرایط فشار و دمای محیط همچنان کیفیت‌های الماس‌مانندشان را حفظ کردند.
پژوهشگران همچنین دریافتند که این سه ماده چگالی انرژی زیاد و مقدار عظیمی انرژی دارند که در مقدار کمی جرم متمرکز شده است.
به گفته آن‌ها، این ترکیبات بالقوه می‌توانند به مواد مهندسی حد اعلایی تبدیل شوند که رقیب الماس است.
دومینیک لنیل، یکی از نویسندگان این مطالعه، گفت: «این مواد برای پر کردن فاصله بین ساخت مواد با فشار زیاد و کاربردهای صنعتی انگیزه‌ای قوی ایجاد می‌کنند.»
او افزود: «این‌ها نه‌تنها مواد چندمنظوره ممتازی‌اند، بلکه نشان می‌دهند که فازهای [حالت‌های] از لحاظ فناوری مرتبط را می‌توان از فشاری سنتزی که معادل شرایط موجود در هزاران کیلومتر داخل زمین است به دست آورد.»
این مطلب از سایت ایتنا گردآوری شده است.
منبع: ایتنا