Forskere teoretiserer kold komprimering af grafitresultater i nye superhårde kulstofallotroper

(PhysOrg.com) - Forskere i Kina har brugt matematiske beregninger til at forudsige, at under kold kompression, to nye carbonallotroper kan dannes. I deres papir forudgivet den arXiv , holdet beskriver, hvordan de to nye allotroper ville have en hårdhedsfaktor et sted mellem grafit og diamant.

En allotrop er et stof, der i det væsentlige er det samme som et andet, med kun små forskelle i struktur. Dermed, både grafit og diamanter er allotroper af kulstof. I deres papir, forskerholdet viser, via matematiske beregninger, at udsætte en grafitallotrop for varierende grader af både koldt og højt tryk, ville resultere i små ændringer i strukturen, resulterer i to nye kulstofallotroper.

Forud for dette arbejde, andre forskere har teoretiseret, at påføring af tryk ved stuetemperatur (mere end 10 GigaPascal) på grafit også ville resultere i strukturelle ændringer, skabe nye allotroper (M10-carbon, monoklinisk M-carbon, orthorhombic W-carbon eller cubic body center C4 carbon), selvom det indtil videre ikke er klart, om disse ændringer vil forblive i kraft, efter at trykket er fjernet.

De nye allotroper, der teoretisk ville blive produceret ved at udøve tryk under kolde forhold, som holdet har kaldt H-carbon og S-carbon, ville også tilsyneladende være mere stabile end de allotroper, der produceres uden kulde, og endnu mere stabil, de siger, end grafit under tryk, hvilket betyder, at de ville være mere tilbøjelige til at overleve i deres komprimerede tilstand efter at være blevet vendt tilbage til normale forhold.

Ved at bruge matematiske modeller til at forudsige skabelsen af ​​nye kulstofallotroper, forskere baner vejen for eksperimenter i den virkelige verden for at finde ud af, om de nye materialer virkelig ville eksistere, og i så fald til hvilket formål de kan bruges. Nye kulstofallotroper ville have forskellige optiske egenskaber, såsom deres grad af gennemsigtighed, for eksempel eller hvor godt de reflekterer lys, end allerede velkendte allotroper, der allerede bliver brugt i virkelige applikationer, . Sådanne egenskaber i nye allotroper, hvis de kan forårsages til at fortsætte under rimelige forhold, kan føre til nye og bedre produkter.

Men før forskere begynder at forsøge at producere disse nye allotroper, Der skal gøres mere teoretisk arbejde for at se, om der er andre derude, der stadig venter på at blive opdaget.

© 2012 PhysOrg.com