skip to Main Content

Forskare framställer ultrahårt, diamantliknande glas av kol

Till vänster ses det nya diamantmaterialet med glasstruktur, till höger en typisk diamantkristall syntetiserad av grafit under tryck. Den gulgröna färgen hos diamantkristallen kommer sig av att den är förorenad av kväveatomer. Foto: Mingguang Yao.

I samarbete med Bertil Sundqvist, professor emeritus vid Umeå universitet, har forskare i kinesiska Changchun lyckats framställa glas av rent kol, med diamantliknande egenskaper.

Glaset tillverkades i millimeterstora bitar genom upphettning av fullerener under högt tryck – nära 1 000 grader Celsius under trycket 27 GPa (270 000 atmosfärer).

Det tillverkningssätt som de kinesiska forskarna har utvecklat är svår och känslig. Vid för lång behandling, för högt tryck eller temperatur får man vanlig diamant medan motsatta förhållanden ger grafit.

Materialet är nästan lika hårt som vanlig kristallin diamant men liksom vanligt glas saknar det en ordnad position hos ämnets atomer. Till skillnad från diamant, som är en isolator, är det en halvledare. Det har dessutom den högsta värmeledningsförmåga som uppmätts i ett glasmaterial.

– Det transparenta, lätt gulaktiga glaset är till och med svårare att deformera än diamant och brister på samma sätt som glas i oregelbundna, vassa skärvor om det krossas, säger Bertil Sundqvist i ett pressmeddelande.

– Liknande hårda, glasliknande kolmaterial används redan i stor skala i form av mycket tunna filmer för att till exempel skydda ytan på hårddiskar. Dessa filmer består dock inte av rent kol utan innehåller också relativt stora mängder väteatomer, tillägger han.

Liknande material har tillverkats tidigare av andra forskare, men då alltid i för små mängder för att kunna undersöka deras egenskaper på ett bra sätt.

I dagsläget är materialet, enligt forskarna, främst intressant ur en vetenskaplig synvinkel.

De två huvudförfattarna till artikeln, professor Mingguang Yao och professor Bingbing Liu, har båda tillbringat upprepade forskningsperioder vid Umeå universitet. Professor Bingbing Liu är dessutom hedersdoktor vid Umeå universitet.

Studien har publicerats i tidskriften Nature. Läs mer här: Ultrahard bulk amorphous carbon from collapsed fullerene | Nature