Home » Știință » Diamantul poate fi presat în ceva și mai dur. Iată cum!

Diamantul poate fi presat în ceva și mai dur. Iată cum!

Publicat: 23.03.2024

Simulările unei molecule de carbon evazive, care pune diamantele pe locul al doilea în ceea ce privește duritatea, ar putea deschide drumul către crearea ei în laborator. Iată cum diamantul poate fi presat în ceva mai dur.

Cunoscută sub numele de faza cubică centrată pe corpul de opt atomi (BC8), configurația se așteaptă să fie cu până la 30% mai rezistentă la comprimare decât diamantul, cea mai dură materie stabilă cunoscută de pe Pământ.

Diamantul poate fi presat în ceva și mai dur. Dar cum? Fizicienii din SUA și Suedia au efectuat simulări moleculare cu precizie cuantică pe un supercalculator pentru a vedea cum se comportă diamantul sub presiuni ridicate când temperaturile cresc la niveluri care ar trebui să-l facă instabil, dezvăluind indicii noi cu privire la condițiile care ar putea determina atomii de carbon din diamant să treacă în structura neobișnuită.

Diamantul poate fi presat în ceva mult mai dur

Faza BC8 a fost observată anterior pe Pământ în două materiale, siliciu și germaniu. Extrapolând proprietățile BC8 observate în acele materiale, oamenii de știință au putut determina cum s-ar manifesta faza în carbon.

Faza BC8 a carbonului nu există pe Pământ, deși se crede că aceasta se găsește în cosmos în medii de presiune ridicată din interiorul exoplanetelor. Teoria sugerează că este cea mai dură formă de carbon care poate rămâne stabilă la presiuni mai mari de 10 milioane de ori decât presiunea atmosferică a Pământului. Dacă ar putea fi sintetizată și stabilizată mai aproape de casă, ar deschide unele posibilități uimitoare de cercetare și aplicații materiale, notează Science Alert.

Se crede că diamantul este atât de dur datorită structurii sale atomice. Este aranjat într-un reticul tetraedric, adică fiecare atom de carbon este legat tetraedric de cei patru vecini cei mai apropiați, potrivindu-se configurării optime a electronilor externi ai atomului de carbon.

„Structura BC8 menține această formă perfectă a celor mai apropiați vecini tetraedrici, dar fără planurile de clivaj găsite în structura diamantului. Faza BC8 a carbonului în condițiile ambiante ar fi probabil mult mai rezistentă decât diamantul”, spune fizicianul Jon Eggert, de la Laboratorul Național Lawrence Livermore (SUA).

De ce nu au reușit cercetătorii să creeze această substanță până acum?

Cu toate acestea, deși carbonul BC8 ar trebui să poată exista în condiții ambiante, încercările de a-l sintetiza în laborator au fost nereușite. Condusă de fizicianul Kien Nguyen Cong, de la Universitatea din South Florida (SUA), o echipă de cercetători a folosit puterea supercalculatoarelor pentru a încerca să afle unde greșeau acele încercări.

Supercomputerul Frontier de la Laboratorul Național Oak Ridge este în prezent cel mai rapid supercalculator din lume. Utilizând această unealtă incredibilă, echipa a dezvoltat o simulare care descrie interacțiunile dintre atomii individuali într-un interval foarte mare de condiții de presiune și temperatură. Rulând această simulare pe Frontier, oamenii de știință au putut reproduce evoluția miliardelor de atomi de carbon în condiții extreme.

Rezultatele au relevat motivul pentru care sinteza carbonului BC8 a fost atât de dificil de realizat.

„Am prezis că faza post-diamant BC8 ar fi accesibilă experimental doar într-o regiune îngustă de presiune și temperatură ridicate din diagrama de fază a carbonului”, explică fizicianul Ivan Olyenik, de la Universitatea din South Florida.

Cu alte cuvinte, există doar o regiune foarte mică de presiune și temperatură ridicate în care se poate forma carbonul BC8 și până acum experimentele nu au îndeplinit aceste condiții. Pe de altă parte, acum că știm care sunt aceste condiții, sinteza carbonului BC8 ar putea în sfârșit să fie realizabilă.

Cercetătorii sunt în prezent implicați în experimente bazate pe teorie la National Ignition Facility (SUA) pentru a face exact acest lucru.

Descoperirile au fost publicate în The Journal of Physical Chemistry Letters.

Vă recomandăm să citiți și:

Cele mai puternice câmpuri magnetice ar putea fi chiar aici pe Pământ

Un metamaterial din titan imprimat 3D a rezolvat o veche problemă de inginerie

Primul test pe oameni arată că „un material minune” poate fi dezvoltat în condiții de siguranță

Record de conversie a energiei, atins cu celule solare semitransparente

Ștefan Trepăduș
Ștefan Trepăduș
Ștefan Trepăduș este blogger începând cu anul 2009, având experiență și în domeniile publicitate și jurnalism. Este pasionat de marketing și de tehnologie, dar cel mai mult îi place să știe lucruri, motiv pentru care a fost atras de Descopera.ro. citește mai mult
Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Cele mai noi articole
Ceva ciudat se întâmplă cu cel mai mare satelit natural al lui Pluto
Ceva ciudat se întâmplă cu cel mai mare satelit natural al lui Pluto
O nouă modă printre femeile divorțate. Ce fac cu inelele de logodnă?
O nouă modă printre femeile divorțate. Ce fac cu inelele de logodnă?
Secetă excepțională în Franța: „Aceasta este o situație fără precedent”
Secetă excepțională în Franța: „Aceasta este o situație fără precedent”
Companiile aeriene înăspresc regulile pentru călătorii cu baterii externe. Ce trebuie să știi?
Companiile aeriene înăspresc regulile pentru călătorii cu baterii externe. Ce trebuie să știi?
Ziua în care Orientul şi Occidentul s-au despărţit pentru totdeauna din punct de vedere religios
Ziua în care Orientul şi Occidentul s-au despărţit pentru totdeauna din punct de vedere religios
Care este „orașul viselor” din Europa și de ce este numit astfel?
Care este „orașul viselor” din Europa și de ce este numit astfel?
Ce s-a întâmplat după ce o femeie s-a plâns la primărie că nu poate să doarmă din cauza clopotelor bisericii
Ce s-a întâmplat după ce o femeie s-a plâns la primărie că nu poate să doarmă din cauza clopotelor bisericii
Una dintre cele mai populare plaje din România ar putea fi redeschisă
Una dintre cele mai populare plaje din România ar putea fi redeschisă
Un studiu a descoperit o legătură între alăptare și riscul de ADHD la bebeluși
Un studiu a descoperit o legătură între alăptare și riscul de ADHD la bebeluși
Astronomii cred că au aflat, în sfârșit, de ce Theta Eridani nu mai este printre cele mai strălucitoare stele de pe cer
Astronomii cred că au aflat, în sfârșit, de ce Theta Eridani nu mai este printre cele mai strălucitoare stele de pe cer
Arheologii au aflat cine a fost astronomul mayaș care a creat o formulă matematică unică
Arheologii au aflat cine a fost astronomul mayaș care a creat o formulă matematică unică
Oamenii de știință au descoperit cum reușește creierul să facă mai multe în același timp
Oamenii de știință au descoperit cum reușește creierul să facă mai multe în același timp
Cei mai vechi quasari descoperiți vreodată adâncesc un mister spațial uimitor
Cei mai vechi quasari descoperiți vreodată adâncesc un mister spațial uimitor
Plățile cu cardul către operatori de jocuri de noroc, taxate diferit de bănci. Cum pot clienții să diminueze impactul (P)
Plățile cu cardul către operatori de jocuri de noroc, taxate diferit de bănci. Cum pot clienții să diminueze impactul ...
Albinele sunt capabile să producă un material extrem de rezistent, iar cercetătorii tocmai l-au recreat în laborator
Albinele sunt capabile să producă un material extrem de rezistent, iar cercetătorii tocmai l-au recreat în laborator
O nouă specie de dinozaur cu gâtul extrem de lung, descoperită datorită unui singur os
O nouă specie de dinozaur cu gâtul extrem de lung, descoperită datorită unui singur os
Cercetătorii au descoperit efectele taifunurilor asupra bacteriilor din oceane
Cercetătorii au descoperit efectele taifunurilor asupra bacteriilor din oceane
Un studiu pe 90.000 de persoane dezvăluie ce riști atunci când stai pe scaun ore întregi
Un studiu pe 90.000 de persoane dezvăluie ce riști atunci când stai pe scaun ore întregi