پژوهشگران چینی شیشه‌ای سخت‌تر از الماس ساختند

دانشمندان علم مواد در چین در آزمایش‌هایشان روی اتم‌های کربن برای ایجاد شکل‌های جدید، موفق به توسعه شیشه جدیدی شدند که می‌تواند حتی روی الماس خراش بیندازد. بنابراین با سخت‌ترین شیشه در دنیا روبه‌رو هستیم.

این شیشه که «AM-III» نام دارد، بسیار مستحکم است و می‌تواند به عنوان نیمه‌رسانا هم مورد استفاده قرار بگیرد. این ماده از کربن‌های اتم ساخته شده و برخلاف الماس که اتم‌ها و مولکول‌هایش چیدمان منظمی دارند، در AM-II با چیدمان نامنظمی روبه‌رو هستیم و که به آن «آمورف» گفته می‌شود.

مواد آمورف شامل پلاستیک‌ها، ژل‌ها و شیشه‌ها می‌شوند و حالا پژوهشگران دانشگاه «Yanshan» چین با آزمایش و خطا و بررسی چیدمان‌های مختلف برای اتم‌ها و مولکول‌ها و تغییر چیدمان مولکول‌های کربن به شکل توپ فوتبال که «فولرن» نام دارد، توانسته‌اند چنین شیشه‌ای را توسعه دهند.

تا به امروز دانشمندان برای توسعه نانوذرات غیرقابل اشتعال و سلول‌های خورشیدی پیشرفته روی چیدمان فولرن مطالعه کرده‌اند و پژوهشگران چینی هم از همین چیدمان برای شکل دادن به موارد آمورف سخت مدنظرش استفاده کردند. فولرن در برابر دما و فشار بالایی قرار گرفت که منجر به ترکیب آن‌ها با یکدیگر شد. این تیم با احتیاط دما را تا جایی افزایش داد تا نتیجه‌اش شیشه AM-III باشد.

این ماده جدید در «آزمون سختی ویکرز» به سختی ۱۱۳ گیگاپاسکال دست پیدا کرده و برای مقایسه باید به سختی الماس اشاره کنیم که در محدوده ۷۰ تا ۱۰۰ گیگاپاسکال قرار می‌گیرد. پژوهشگران چینی با مجموع تست‌های مکانیکی جامع ثابت کردند که AM-III سخت‌ترین و قدرتمندترین ماده آمورف تا به امروز است و حتی می‌تواند روی الماس خراش بیندازد.

این ماده در کنار سختی بالا، نیمه‌رسانا نیز هست و بند گپ (Bandgap) در محدوده ۱.۵ تا ۲.۲ eV دارد که مشابه چیزی است که معمولا برای آمورف سیلیکون استفاده می‌شود. خصوصیات مکانیکی و الکترونیکی AM-III می‌تواند آن را تبدیل به ماده‌ای جذاب برای کاربردهای آینده کند. مقاله محققان در ژورنال «National Science Review» منتشر شده است.