Гибкие алмазы созданы учеными из Гонконга и США

Москва, 09:43, 29 Май 2018, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Алмаз — самый уникальный природный материал на Земле. Он также известен своей высокой твердостью, исключительной теплопроводностью, химической стойкостью и высокой оптической прозрачностью. Хотя эти замечательные свойства делают алмаз весьма желательным для научных и технологических применений, технологический прогресс был медленным из-за его хрупкости.

Недавнее исследование определило, что хрупкие алмазы могут быть изогнуты и эластично растянуты при изготовлении в наноразмерных иглах.

Этот научный прорыв был осуществлен учеными из Гонконга и США. Результаты исследования были опубликованы в Science.

Команда продемонстрировала, что их наноразмерные алмазные иглы могут изгибаться и растягиваться на целых 9% без перелома и возвращаться к их первоначальной форме. Их открытие полностью отрицает хрупкость алмазов. Полученные результаты могут открыть беспрецедентные возможности для настройки оптических, оптико-механических, магнитных, фононных и каталитических свойств алмаза посредством упругой деформации.

«Сверхвысокая эластичность алмаза объясняется нехваткой внутренних дефектов».

По словам исследователей, обычный алмаз в обычных формах имеет предел эластичности значительно ниже 1%. В исследовании предполагалось, что сверхвысокая эластичность алмазных наноигл обусловлена нехваткой внутренних дефектов и относительно гладкой поверхностью.

Гонконг представляет новый метод выращивания эластичных алмазов

Наномасштабные алмазные иглы разработаны исследовательской группой из Городского университета Гонконга.

«Алмазы, как натуральные, так и искусственные, имеют внутренние дефекты в своей кристаллической структуре», — говорит профессор Дин. «Когда к этим дефектам применяются внешние силы, они могут треснуть и в конечном итоге сломаться».

В ходе исследования, посредством детального моделирования, профессор Дин точно определил, сколько удара и напряжения алмазные иглы могут выдержать без разрушения. Он определил, что соответствующий максимальный локальный удар близок к известному теоретическому пределу, достигаемому с совершенным алмазом без дефектов. Он отметил, что бездефектные алмазы могут растянуться на целых 12%, не разрушаясь.

Исследовательской группе удалось изготовить наноразмерные алмазные иглы путем плазменного травления алмазных тонких пленок, нанесенных на подложки Si с помощью химического осаждения из паровой фазы. В результате команда смогла продемонстрировать полностью обратимую упругую деформацию наноразмерных (~ 300 нанометров) монокристаллических и поликристаллических алмазных игл.

Команда ученых измерила изгиб алмазных игл, наблюдая их в сканирующем электронном микроскопе. Экспериментально они продемонстрировали, что однокристаллические иглы одновременно сверхпрочные и восприимчивые к большой упругой деформации с полностью обратимостью до 9% упругой деформации растяжения.

Исследовательская группа ожидает, что их результаты могут привести к использованию в гибких и складных дисплеях нового поколения.