Les scientifiques ont résolu une énigme vieille de plusieurs décennies et dévoilé une compound presque incassable qui pourrait rivaliser avec le diamant, le matériau le in addition dur sur terre, selon une étude.
Les chercheurs ont découvert que lorsque les précurseurs de carbone et d’azote étaient soumis à une chaleur et une pression extrêmes, les matériaux résultants – appelés nitrures de carbone – étaient moreover résistants que le nitrure de bore cubique, le deuxième matériau le additionally dur après le diamant.
Selon les professionals, cette avancée ouvre la porte à des matériaux multifonctionnels destinés à être utilisés à des fins industrielles, notamment des revêtements de security pour voitures et vaisseaux spatiaux, des outils de coupe à haute stamina, des panneaux solaires et des photodétecteurs.
Les chercheurs en matériaux tentent d’exploiter le potentiel des nitrures de carbone depuis les années 1980, lorsque les scientifiques ont remarqué pour la première fois leurs propriétés exceptionnelles, notamment leur haute résistance à la chaleur.
Pourtant, après as well as de trois décennies de recherche et de multiples tentatives pour les synthétiser, aucun résultat crédible n’a été rapporté.
Aujourd’hui, une équipe internationale de scientifiques, dirigée par des chercheurs du Centre pour la science dans des problems extrêmes de l’Université d’Édimbourg et des authorities de l’Université de Bayreuth, en Allemagne, et de l’Université de Linköping, en Suède, a finalement réalisé une percée.
L’équipe a soumis diverses formes de précurseurs d’azote carboné à des pressions contains entre 70 et 135 gigapascals – approximativement un million de fois notre pression atmosphérique – tout en les chauffant à des températures de in addition de mille cinq cents degrés Celsius.
Pour identifier la disposition atomique des composés dans ces situations, les échantillons ont été éclairés par un faisceau de rayons X rigorous dans trois accélérateurs de particules : le Centre européen de recherche sur le synchrotron en France, le Deutsches Elektronen-Synchrotron en Allemagne et l’Advanced Photon Source basée à les États Unis.
Les chercheurs ont découvert que trois composés de nitrure de carbone possédaient les éléments constitutifs nécessaires à une tremendous-dureté.
Remarquablement, les trois composés ont conservé leurs qualités semblables à celles du diamant lorsqu’ils sont revenus aux situations de pression et de température ambiantes.
D’autres calculs et expériences suggèrent que les nouveaux matériaux contiennent des propriétés supplémentaires, notamment la photoluminescence et une densité énergétique élevée, où une grande quantité d’énergie peut être stockée dans une petite quantité de masse.
Les chercheurs affirment que les purposes potentielles de ces nitrures de carbone ultra-incompressibles sont vastes, ce qui les positionne potentiellement comme des matériaux d’ingénierie ultimes pour rivaliser avec les diamants.
La recherche, publiée dans Innovative Products, a été financée par le programme UKRI FLF et des subventions de recherche européennes.
Le Dr Dominique Laniel, Future Leaders Fellow, Institute for Condensed Issue Physics and Advanced Methods, School of Physics and Astronomy, College of Edinburgh, a déclaré : « Lors de la découverte du premier de ces nouveaux matériaux en nitrure de carbone, nous étions incrédules d’avoir produit des matériaux. dont les chercheurs rêvaient depuis trois décennies. Ces matériaux constituent une forte incitation à combler le fossé entre la synthèse de matériaux à haute pression et les programs industrielles.
Dr Florian Trybel, professeur adjoint au département de physique, de chimie et de biologie de l’université de Linköping, a déclaré : « Ces matériaux sont non seulement remarquables par leur multifonctionnalité, mais montrent également que des phases technologiquement pertinentes peuvent être récupérées à partir d’une pression de synthèse équivalente à celle de la ailments trouvées à des milliers de kilomètres à l’intérieur de la Terre. Nous sommes convaincus que cette recherche collaborative ouvrira de nouvelles possibilités dans ce domaine.
