Vědci v Číně vyvinuli dosud nejtvrdší a nejsilnější skelný materiál, který může snadno poškrábat krystaly diamantu. Podle nich by sklo mohlo najít uplatnění, díky svým vynikajícím mechanickým a elektronickým vlastnostem, v solárních článcích.
Vědci, včetně těch z Yanshan University v Číně, poznamenali, že nový materiál s pracovním názvem AM‑III má vynikající mechanické a elektronické vlastnosti a díky ultra vysoké pevnosti a odolnosti proti opotřebení by mohl najít uplatnění v solárních článcích.
Analýza materiálu, publikovaná v časopise National Science Review, odhalila, že tvrdost tohoto skla dosáhla 113 gigapascalů (GPa), zatímco přírodní diamantový kámen má při stejném testu tvrdost obvykle 50 až 70 GPa.
„Naše měření ukazují, že materiál AM-III je pevností srovnatelný s diamantem a je lepší než ostatní známé nejsilnější materiály,“ uvedli vědci ve své studii.
Zatímco v diamantových krystalech k jejich obrovské síle a tvrdosti přispívá organizovaná vnitřní struktura jejích atomů a molekul, v AM-III, je to kombinace uspořádanosti a neuspořádanosti jejich molekul.
Pomocí fullerenů, což jsou molekuly, tvořené atomy uhlíku uspořádanými do vrstvy z pěti a šestiúhelníků s atomy ve vrcholech, která je prostorově svinuta do uzavřeného tvaru, vědci vyrobili různé druhy sklovitých materiálů s různou molekulární organizací, mezi nimiž měl AM-III nejvyšší pořadí atomů a molekul.
Aby dosáhli tohoto pořadí molekul, vědci rozdrtili a smíchali fullereny dohromady, postupně aplikovali intenzivní teplo a tlak asi 25 GPa a 1 200 stupňů Celsia v experimentální komoře po dobu asi 12 hodin, přičemž stejný čas strávili chlazením materiálu.
Vědci si všimli, že další zvýšení řádu by mohlo potenciálně zabít polovodivost a další vlastnosti, které vyžadovaly, aby byly atomy a molekuly chaotické.
„Vznikem tohoto typu ultra tvrdého, ultra pevného, polovodičového amorfního materiálu se stal vynikajícím kandidátem na nejnáročnější praktické aplikace,“ napsali vědci ve studii.
V jejich studii také poukazují na to, že AM-III vlastnosti absorpce energie jsou srovnatelné s polovodiči běžně používanými v solárních článcích, jako jsou hydrogenované amorfní křemíkové filmy.
(lj)
zdroj: INDEPENDENT
