Наша сеть партнеров Banwar
Фізики створили алмазні голки з безпрецедентною здатністю до так званої пружною деформації. Зразок можна розтягнути на 9%, і він поверне собі вихідну форму. Досягнення описано в наукової статті , Опублікованій в журналі Science командою на чолі з Сабрі Суреш ( Subra Suresh ) З Наньянського технологічного університету в Сінгапурі.
Алмаз - один з найбільш твердих матеріалів в природі і техніці (хоча з недавніх пір і не самий твердий ). Ця обставина забезпечує коштовного каменя застосування в самих різних областях, незважаючи на те, що навіть синтетичний алмаз - не дешеве задоволення.
Однак у цій твердості є зворотний бік - крихкість. Алмаз можна в самому буквальному сенсі назвати непохитним. Скільки-небудь значно деформувати цей матеріал можна, тільки зламавши зразок.
У всякому разі, так вважалося до цього дня. Але група Суреша зуміла спростувати цю тезу.
Дослідники брали в облогу вуглець з газової фази, а потім піддавали його травленню. В результаті виходили алмазні голки діаметром всього в 300 нанометрів, віддалено схожі на щетину зубної щітки.
Експериментатори вимірювали здатність цих голок до деформації за допомогою стандартного наноіндентора . Цей пристрій включає в себе наконечник (зонд), по суті представляє собою вершину багатогранника. Вершина ідеальної фігури являє собою точку, і, отже, її площа дорівнює нулю. В реальності ідеальних фігур не буває, але все одно площа вершини мізерно мала в порівнянні з площею грані. Тому вершина являє собою крихітне вістря, яким можна натискати на окремі деталі нанометрового розміру.
За результатами вимірювань, голка, що складається з одного кристала, може витримати без розриву розтяжне напруга від 89 до 98 гігапаскалів. При цьому вона розтягується на 9%, а потім повертається до первісної форми. Ця цифра близька до теоретичної межі для ідеального алмазу.
Якщо ж "щетина" складається не з одного кристала, а з багатьох, значення максимальної деформації зменшується більш ніж удвічі. Проте і такий результат вражає, адже у промислового або ювелірного алмаза воно значно нижче 1%.
Дослідники вивчили структуру матеріалу до і після деформації і змоделювали на комп'ютері процеси, що відбуваються в алмазної голки. Це допомогло розкрити секрет унікальної гнучкості. Він криється в тому, що отримані кристали майже не мають дефектів кристалічної решітки , Неминучих в будь-яких більших зразках, як природних, так і штучних. (Осадження з газової фази дозволяє отримати майже ідеальну кристалічну решітку).
Автори вважають, що зміною гнучкості справа не обмежується. Як уточнюється в прес-релізі , Новий різновид алмазу може мати унікальні оптичні, електричні, теплові, магнітні та інші властивості. Детальний їх вивчення - справа майбутнього.
Втім, деякі можливі застосування алмазних голок можна назвати вже зараз. Це, наприклад, зонди для медичних досліджень , А можливо, і для адресної доставки ліків .
Нагадаємо, що "Весті.Наука" (nauka.vesti.ru) раніше писали про алмази, стислих до рекордної щільності , І про те, як дефекти в дорогоцінному камені допоможуть в створенні квантової зв'язку .
