Diamant-Nanostäbchen härten

Technologie-Update

Physiker in Deutschland haben ein Material geschaffen, das härter als Diamant. Natalia Dubrovinskaia und Kollegen an der Universität Bayreuth aus dem neuen Material durch Kohlenstoff-60-Molekül zu immensem Druck ausgesetzt wird. Die neue Form von Kohlenstoff, die als Aggregierte Diamant-Nanostäbchen bekannt ist, wird erwartet, dass viele industrielle Anwendungen haben (App. Phys. Lett. 87 083.106).

Die Härte eines Materials wird durch seinen isothermen Kompressionsmodul gemessen. Aggregierte Diamant-Nanostäbchen einen Modul von 491 Gigapascal (GPa), verglichen mit 442 GPa für herkömmlichen Diamanten. Dubrovinskaia und zwei ihrer Mitarbeiter - Leonid Dubrovinky und Falko Langenhorst - haben den Prozess patentiert verwendet, um das neue Material zu machen.

Diamant leitet seine Härte aus der Tatsache, dass jedes Kohlenstoffatom an vier andere Atome durch starke kovalente Bindungen verbunden ist. Das neue Material ist anders, dass es aus winzigen Verriegelungsdiamantstangen hergestellt ist. Jede Stange ist ein Kristall, der einen Durchmesser von zwischen 5 und 20 Nanometer und einer Länge von etwa 1 Mikrometer hat.

Die Gruppe erstellt die ADNRs durch die Kohlenstoff-60-Moleküle auf 20 GPa Komprimieren, das fast 200-mal Atmosphärendruck ist, während sie gleichzeitig Kelvin bis 2500 erhitzt wird. „Die Synthese möglich war, aufgrund einer einzigartigen 5000-Tonnen-Presse bei Multianvil Bayerisches Geoinstitut in Bayreuth, die zur Erreichung von 25 GPa Druck und Temperaturen von 2700 K zur gleichen Zeit geeignet ist,“ erzählt Dubrovinskaia Physicsweb.

Das Bayreuther Team gemessen, um die Eigenschaften der Proben mit einer Diamantstempelzelle an der European Synchrotron Radiation Facility in Grenoble in Frankreich. Diese Messungen zeigten, daß ADNRs sind etwa 0,3% dichter als Diamant, und dass das neue Material hat die niedrigste Kompressibilität aus jedem bekannten Material.

Über den Autor

Michelle Jeandron ist ein Praktikant auf Physics World Magazin.