Китайские ученые сжали алмазы размером 4–12 нанометров между двумя цилиндрами с алмазными наконечниками и замерили сопротивление. При уменьшении размера с 12 до 4 нм твердость падала на 30%. Причина — слабые связи между поверхностными атомами и ядром.
Китайские исследователи провели эксперимент с крошечными алмазами. Они зажимали каждый наноалмаз между двумя цилиндрами с алмазными наконечниками. Цилиндры соединили с датчиком силы и специальным микроскопом, который снимал процесс сжатия. Чтобы исключить помехи, ученые повторили опыт около 100 раз в вакууме.
Результат: при уменьшении размера алмаза с 12 до 4 нанометров твердость падала примерно на 30%. Материал становился мягче и эластичнее. Компьютерное моделирование показало причину. У наноалмазов велико соотношение между числом атомов на поверхности и в ядре. Химические связи между поверхностным слоем и ядром слабые. У крупных алмазов доля поверхностных атомов меньше, а связи в ядре прочнее, поэтому общая твердость выше.
Предыдущие эксперименты китайских ученых показывали, что наноалмазы могут быть менее твердыми и более хрупкими, чем крупные. Но впервые исследователи изучили алмазы размером 4 нм — в 10 раз меньше, чем в прошлых опытах.
Наноалмазы активно применяют в новой электронике и квантовых устройствах. Открытие расширяет понимание их свойств и помогает точнее использовать их в технологиях.
Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review X.
Читать далее:
Вселенная внутри черной дыры: наблюдения «Уэбба» подтверждают странную гипотезу
Испытания ракеты Starship Илона Маска вновь закончились взрывом в небе
Сразу четыре похожих на Землю планеты нашли у ближайшей одиночной звезды
Обложка: freepik
