ساخت شیشه ای سخت تر از الماس! - گیگابلاگ

به گزارش خبرنگاران و به نقل از دیلی میل، این ماده موسوم به شیشه کربنی بالاترین رسانایی حرارتی را در میان تمام شیشه های شناخته شده داراست و به وسیله محققان دانشگاه جیلین(Jilin) چین ساخته شده است.

آن ها این شیشه را با قرار دادن توپ های باکی(buckyballs) تحت فشار و دمای شدید ایجاد کردند.

توپ باکی، یک مولکول کروی با فرمول C60 است که از کربن ساخته شده و ظاهری مشابه یک توپ فوتبال توخالی دارد.

نمونه ای که در تصویر زیر مشاهده می کنید در فشار 30 گیگاپاسکال و در دمای هزار و 598 درجه فارنهایت(890 درجه سانتی گراد) تشکیل شده است. اگرچه ساخت آن در دماهای بالاتر و پایین تر نیز امکان پذیر است.

سختی به دست آمده حدود 101 گیگاپاسکال بود که از یکی از سخت ترین شیشه های شناخته شده کنونی سخت تر است و پس از کربن AM-III در رتبه دوم قرار می گیرد. یینگوی فی(Yingwei Fei) از موسسه علوم کارنگی در واشنگتن و نویسنده این مقاله می گوید: ساخت شیشه ای با این ویژگی های منحصربه فرد راه را برای کاربردهای تازه باز می نماید. دمای نسبتا پایینی که ما برای ساخت این شیشه استفاده کردیم امکان فراوری انبوه آن را فراهم می نماید.

کربن قادر است شکل های پایدار گوناگونی به خود بگیرد و این موضوع وابسته به ساختار مولکولی آن است. بعضی این ساختارها مانند گرافیت و الماس نظم بالایی دارند و بعضی دیگر مانند شیشه های معمولی ساختار نامنظم و نامشخصی دارند.

سختی هر یک از این اشکال وابسته به پیوندهای درونی آنها است. برای مثال پیوندهای گرافیت دو بعدی است و اتم های کربن، شش ضلعی های پیوسته ای شبیه به یک لانه زنبور تشکیل می دهند که در یک سطح گسترده شده اند.

در مقابل الماس دارای پیوندهای سه بعدی است که باعث سختی یکنواخت تر آن می گردد. الماس دارای یک ساختار شبکه ای است.

دکتر فی شرح می دهد: سنتز ماده ای کربنی با پیوندهای سه بعدی از ساختاری نامنظم هدف دیرینه ما بوده است. برای چنین کاری باید ماده اولیه مناسب را پیدا کنید.

از آنجا که نقطه ذوب الماس بسیار بالاست نمی توان از آن برای ساخت شیشه الماسی استفاده کرد.

بنابراین محققان از فولرن باکمینستر(buckminsterfullerene) استفاده کردند که نوعی کربن متشکل از 60 اتم بوده که ساختاری توپ مانند و تو خالی تشکیل داده اند و به آن توپ باکی نیز گفته می گردد.

کاشفان این ساختار کربنی در سال 1996 پیروز به دریافت جایزه نوبل شیمی شدند.

محققان برای ساخت شیشه کربنی مشابه الماس، توپ های باکی را تحت فشار قرار دادند.

این فرآیند باعث تخریب مولکول های توپی شکل با حفظ ساختار الماسی شد. اگرچه شیشه های به دست آمده بسیار کوچک و حدود یک میلی متر بودند اما مقدار آن ها برای نشان دادن مشخصه های مورد نظر کافی بود.

به گفته محققان این یافته ها ممکن است کاربردهای تازهی برای جامدات بی نظم به وجود آورد.

نتایج این مطالعه در نشریه نیچر(Nature) به چاپ رسیده است.