Ультратвёрдый фуллерит - тверже алмаза!, материал синтезирован в России

В Троицке разработали промышленный способ получения ультратвёрдого фуллерита — материала более твёрдого, чем алмаз.

Чем тверже режущий тем дольше он служит, и тем качественнее можно обрабатывать детали. Физики, химики, технологи создали много сверхтвёрдых материалов, но, несмотря на все старания, долгое время самым твёрдым оставался природный алмаз. Ситуация стала меняться с открытием новых форм углерода. Двадцать лет назад в результате длительных совместных российско-французских исследований в Институте физики высоких давлений РАН им. Л. Ф. Верещагина впервые синтезировали ультратвёрдый фуллерит, который оказался твёрже природного алмаза, — отсюда он и получил название «ультратвёрдый».

Фуллериты — это материалы, состоящие из фуллеренов, а фуллерены — молекулы углерода в виде сфер, образованных 60 атомами. Фуллерен был синтезирован в 1985 году и назван в честь архитектора Ричарда Фуллера, чьи конструкции построены по такому же принципу. Впоследствии за открытие фуллерена была вручена Нобелевская премия.

Для интересующихся уточним, что самым твердым из известных человечеству материалов на сей день считается как раз полимеризованный фуллерит — его твердость доходит до 300 ГПа. Для сравнения — натуральный алмаз имеет твердость 150 ГПа. Кстати, все материалы тверже алмаза называются ультрапрочными, а то, что уступает алмазу, но превосходит нитрида бора, именуется сверхтвердым. Опять же, для сравнения: широко известный корунд практически втрое мягче нитрида бора с кубической решеткой.

Дело в том, что для синтеза фуллерена необходимо создать огромное давление — от 13 ГПа (или 130 000 атмосфер), а современная техника пока не способна обеспечить его для больших объемов. Однако ученые придумали, как справиться с ситуацией: если к исходной смеси реагентов добавить сероугерод CS2, то он сыграет роль катализатора в синтезе фуллерита и сделает возможным образование сверхтвердого материала при меньшем давлении, всего в 8 ГПа и даже при комнатной температуре (ранее требовалось нагревание до температуры выше 820 °С). Подробно этот способ описан в журнале Carbon. Исследователи считают, что их открытие обладает большой практической ценностью: сверхтвердый материал может оказаться полезным, например, в создании долговечных и высокоточных инструментов для обработки различных материалов.

Ультратвёрдый фуллерит остаётся самым твёрдым материалом и сегодня: его показатель твёрдости колеблется в пределах 150—300 ГПа (гигапаскалей) против 70—150 ГПа у натуральных алмазов. С практической точки зрения он интересен не только специалистам по обработке металлов и других материалов, но и для научных исследований, прежде всего для измерения твёрдости сверхтвёрдых материалов и того же алмаза. Новый метод измерения твёрдости с использованием ультратвёрдого фуллерита был создан в Институте спектроскопии РАН ещё в 1997 году. Тем не менее широкого применения ультратвёрдые фуллериты до сих пор не получили, поскольку нет способов, позволяющих синтезировать их в промышленных масштабах. Это связано с технологическими трудностями: для синтеза ультратвёрдого фуллерита требуется очень высокое давление — не менее 13 ГПа, или почти 130 тысяч атмосфер. Создать его в установке большого объёма (промышленных масштабов) современная техника не позволяет.


Алмазные наковальни, деформированные при синтезе ультратвердого фуллерита.

Исследователи из Технологического института сверхтвёрдых и новых углеродных материалов (г. Троицк Московской области), из МФТИ, МИСиС и МГУ им. М. В. Ломоносова сумели обойти данное ограничение. Они добавили к исходным реагентам сероуглерод CS , который, как показали эксперименты, выступает в качестве катализатора реакции трёхмерной полимеризации С . В присутствии сероуглерода образование сверхтвёрдого материала становится возможным при меньшем давлении — 8 ГПа, причём процесс идёт при комнатной температуре, в то время как синтез этого фуллерита в отсутствие катализатора требует нагрева до 1100 К (около 830С). Сероуглерод относительно недорог и доступен: его получают в промышленных масштабах, используют в различных производствах, в том числе химических и текстильных, так что технология работы с ним хорошо отработана.

ВСЁ.

Раньше алмазом можно было царапать все, теперь можно алмазы царапать.

Так это же круто! Прогресс!

Можно троллить ювелирные магазины, приходить покупать большой алмаз и возмущаться подделкой, царапая "стекляшки" )

Ебана. Теперь осталось придумать чем точить фуллеритовые сверла.

Природа давно уже всё придумала.

Представляете неубиваемый смартфон в корпусе из дешёвого синтетического фуллерита? Другой вопрос, что рано или поздно они выйдут из строя или устареют, а переработать фуллеритовый мусор будет проблематично.

А сколько пластины для инструмента будут интересно стоить? А то у нас работяги такие в цеху..... 1 потеряет, 2 сломает, 3 коллеге одолжит, 4 и 5 в тумбочку положит для дома что нибудь монстрячить, а 6 будет все делать в течении месяца....

Значит обжимать ядерные заряды взрывчаткой технологии позволяют а закладку реактивов для производства фуллерита нет?! Не смешите мои тапки! Что-б застра было! (Сталин бы сказал именно так и уверен сделали бы)

между твердым и нехрупким таки присутствует небольшая разница

А чем гранят алмазы? ;)

Во-первых, этот материал наверняка можно раскрошить. А во-вторых, его можно просто сжечь.

Твёрдость обычно подразумевает хрупкость.

что за вопрос. простая логика подсказывает )))) алмаз обрабатывают другим алмазом

а где его можно применить?

Теперь можно подстроить западло в ювелирном - понацарапывать всякое!

Это сообщение отредактировал Hedgehog24 - 8.12.2015 - 12:34

Не поверите, но другими алмазами )) На Ютубе есть ролики процесса

Фуллерит, как и алмаз, вполне себе замечательно горит))) Потому что углерод. Как каменный уголь.

Это сообщение отредактировал metrogil - 8.12.2015 - 12:41

диском из сплава меди с добавлением алмазного порошка. Ваш Кэп.

Твёрже фисташек?

Самый большой брюлик который тебе дадут под присмотром охраны в руках повертеть будет размером со спичечную головку