Loại thủy tinh mạnh mẽ nhất thế giới cứng như kim cương

Các nhà khoa học ở Trung Quốc đã phát triển loại vật liệu thủy tinh cứng nhất và mạnh nhất được biết đến cho đến nay, có thể làm xước các tinh thể kim cương một cách dễ dàng.

Các nhà nghiên cứu, bao gồm cả những người từ Đại học Yanshan, Trung Quốc, lưu ý rằng vật liệu mới được đặt tên dự kiến ​​là AM-III sở hữu các đặc tính cơ học và điện tử "vượt trội", có thể được ứng dụng trong pin mặt trời do độ bền và khả năng chống mài mòn cực cao.

Được công bố trên tạp chí National Science Review, phân tích vật liệu này cho thấy độ cứng của nó đạt 113 gigapascal (GPa), trong khi đá kim cương tự nhiên thường đạt điểm từ 50 đến 70 gigapascal ở cùng một bài kiểm tra.

Các nhà khoa học lưu ý trong nghiên cứu: “Các phép đo của chúng tôi chứng minh rằng vật liệu AM-III có sức mạnh tương đương với kim cương và vượt trội hơn so với các vật liệu mạnh nhất đã biết khác”.

Theo các nhà khoa học, AM-III có đặc tính hấp thụ năng lượng có thể điều chỉnh được tương đương với các chất bán dẫn thường được sử dụng trong pin mặt trời như màng silicon vô định hình được hydro hóa.

Ở tinh thể kim cương, cấu trúc bên trong có tổ chức của các nguyên tử và phân tử của nó góp phần tạo nên sức mạnh cũng như độ cứng to lớn. Trong AM-III, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng sự kết hợp giữa trật tự và sự rối loạn của các phân tử làm phát sinh các đặc tính kỳ lạ của nó.

Sử dụng fulleren, vật liệu được tạo thành từ sự sắp xếp giống trái bóng rỗng của các nguyên tử cacbon, các nhà nghiên cứu đã tạo ra các loại vật liệu thủy tinh khác nhau với tổ chức phân tử khác nhau, trong đó AM-III có bậc nguyên tử và phân tử cao nhất.

Muốn đạt được trật tự các phân tử này, các nhà khoa học đã nghiền nát và trộn các fulleren với nhau, áp dụng nhiệt độ và áp suất mạnh khoảng 1.200 độ C và 25 GPa trong một buồng thí nghiệm khoảng 12 giờ, dành một khoảng thời gian tương đương để làm mát vật liệu.

Các nhà nghiên cứu viết trong nghiên cứu này rằng: “Sự xuất hiện của loại vật liệu vô định hình bán dẫn siêu cứng, siêu bền này mang đến những ứng cử viên xuất sắc cho những ứng dụng thực tế khắt khe nhất”.