Nieuw Type Koolstof Is Harder En Helderder Dan Diamant

{h1}

Een nieuwe fase van koolstof, q-carbon genaamd, is zelfs harder en helderder dan natuurlijke diamanten en heeft unieke magnetische en elektrische eigenschappen.

Wetenschappers hebben een nieuw type koolstof ontworpen dat harder en helderder is dan natuurlijk gevormde diamanten.

Voor degenen die een uniek sparkler op hun vingers willen dragen, geeft het nieuwe materiaal, Q-carbon genaamd, ook een zachte gloed af.

"Deze nieuwe fase is zeer uniek," zei mede-auteur Jagdish Narayan, een materiaalwetenschapper aan de North Carolina State University. "Het heeft nieuwe elektrische, optische en magnetische eigenschappen."

Het materiaal kan bijvoorbeeld fungeren als een metaal of een halfgeleider en is magnetisch bij kamertemperatuur, voegde hij eraan toe. [Foto's: 's werelds 6 meest beroemde rotsen]

Hitte en druk

Ondanks dat het een van de meest alomtegenwoordige en iconische symbolen van rijkdom en luxe is, begrijpen wetenschappers nog steeds niet volledig hoe diamanten worden gevormd. De meesten denken dat de diamanten die vandaag gedolven worden gevormd zijn tussen 1 miljard en 3 miljard jaar geleden, op een diepte van ongeveer 100 kilometer onder het aardoppervlak, vertelden onderzoekers eerder aan WordsSideKick.com.

In deze ondergrondse hogedrukpan werden koolstofdioxidemoleculen vergruizeld met drukken van ongeveer 725.000 lbs. per vierkante inch (5 miljoen kilopascals) en verwarmd tot een zinderende 2200 graden Fahrenheit (1200 graden Celsius), volgens een studie uit 2012 in het tijdschrift Nature. Deze extreme omstandigheden duwden de zuurstofmoleculen naar buiten en creëerden een zeer symmetrisch rooster van koolstofatomen.

Wetenschappers hebben lang geprobeerd om Moeder Natuur te overtreffen door synthetische diamanten in het laboratorium te vervaardigen. Meestal proberen ze de hoge hitte en druk in de ingewanden van de aarde na te bootsen en grafiet in fonkelende edelstenen te verpletteren. Maar deze diamanten zijn vaak niet zo sterk als de originelen, omdat het grafiet wordt gemengd met een ander metaal. Een andere methode, chemische dampdepositie genoemd, blaast een koolwaterstofgas over een substraat en gebruikt chemische reacties om diamanten te vormen. Deze diamanten hebben vaak minder gebreken dan natuurlijk gegroeide diamanten.

Harder en vrolijker

Om het een beter te doen, hebben Narayan en zijn collega's een ongestructureerde massa koolstofatomen opgewarmd, bekend als amorfe koolstof, met kleine pulsen lasers. De ongelooflijk gefocusseerde lichtstralen smolten het inwendige van vaste koolstof tot vloeibare koolstof. Vervolgens gebruikten ze een proces dat bekend staat als quenching, dat materiaal snel afkoelt door het in een vloeistof te dompelen, meldden de onderzoekers woensdag (2 december) in de Journal of Applied Physics.

Normaal gesproken dicteert de thermodynamica dat koolstofatomen moeten veranderen hoe ze zichzelf rangschikken bij lagere temperaturen. Maar het uitdovingsproces koelt de vloeibare koolstof af met 1,8 miljard graden Fahrenheit per seconde (1 miljard graden Celsius per seconde).

"We doen het zo snel dat we Moeder Natuur voor de gek houden", vertelde Narayan aan WordsSideKick.com.

Dat snelle uitdoven "bevriest" de koolstofatomen op hun plaats, waardoor ze samen in een strak geweven matrix worden samengeknepen.

Het resultaat? Een superhard materiaal dat helderder is dan gewone diamanten.

"Dit is meer perfect dan wat de mensen maken door hoge druk en hoge temperaturen of de manier van de natuur," zei Narayan.

Ongebruikelijke eigenschappen

Het maken van een karaat van Q-carbon duurt 15 minuten, wat betekent dat wetenschappers relatief snel een gigantische, adembenemende edelsteen voor een ketting of ring kunnen maken. (Stel je een ketting van supersparkly-diamanten voor die ook gloeide - hoe zou sci-fi dat zijn?)

Maar de ongebruikelijke eigenschappen betekenen dat het bruikbaarder kan zijn voor andere toepassingen, zei Narayan.

De magnetische Q-koolstof (Q staat voor quenching) zou een perfect materiaal zijn voor biologische implantaten die magnetische velden detecteren. De strakke pasvorm tussen koolstofatomen betekent ook dat elektronen barsten om uit de koolstofatomen te komen, dus de geringste spanning kan koolstofatomen aansporen om elektronen vrij te maken, waardoor een zachte gloed ontstaat. Dat maakt het perfect voor het maken van schermweergaven die minder stroom verbruiken, zei Narayan.

En de ongelooflijke hardheid maakt het het perfecte materiaal voor diepzeeboringen, voegde Narayan eraan toe.

Volg Tia Ghose op tjilpen en Google+. Volgen WordsSideKick.com @wordssidekick, Facebook & Google+. Oorspronkelijk artikel op WordsSideKick.com.


Video Supplement: POR PERRO - SEBASTIAN YATRA ? FT. LUIS FIGUEROA x LARY OVER ? | LETRA |.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com