Новая форма стеклоуглерода сочетает свойства графита и алмаза

Уникальность углерода в том, что его электроны позволяют создавать бесчисленные комбинации, дающие начало материалам с различными свойствами, например, прозрачному и сверхпрочному алмазу или хрупкому графиту. В новом совместном исследовании ученые США и Китая подвергли давлению и нагреванию одну из разновидностей углерода — стеклоуглерод — и получили новый прочный и эластичный материал. Статья об этом была опубликована в журнале Science Advances.

Ученые и раньше подвергали углерод давлению как при комнатной температуре (холодная компрессия), так и при экстремально высокой. Но в первом случае полученный материал не мог сохранять свою структуру при нормальном давлении, а во втором получались нанокристаллические алмазы.

В данном случае полученный материал состоит как из графитовых, так и из алмазных связей, что позволяет сохранить уникальное сочетание свойств. Под высоким давлением разобщенные слои стеклоуглерода изгибаются, сливаются и соединяются различным образом. Этот процесс создает плотную структуру с короткими связями, сообщает Phys.org.

«Легкие материалы с такой высокой твердостью и прочной эластичностью очень нужны там, где снижение веса значит больше, чем стоимость материала, — объясняет профессор Чжишэн Чжао. — Более того, мы считаем, что этот метод синтеза может быть усовершенствован для создания выдающихся форм углерода и совершенно новых классов материалов».

Армированная углеродными нанотрубками графеновая пена позволяет выдержать нагрузку, в 3000 раз превышающую ее вес и способна принимать любую форму. Техасские ученые испытали ее стабильность и остались довольны результатами. Без углеродного усиления прочность графеновой пены была значительно ниже.