Yingwei Fei et Lin Wang de Carnegie faisaient partie d’une équipe de recherche internationale qui a synthétisé une nouvelle forme ultradure de verre de carbone avec une multitude d’applications pratiques potentielles pour les appareils et l’électronique. C’est le verre le as well as dur connu avec la conductivité thermique la moreover élevée parmi tous les matériaux de verre. Leurs découvertes sont publiées dans Character.



La fonction match la forme lorsqu’il s’agit de comprendre les propriétés d’un matériau. La façon dont ses atomes sont chimiquement liés les uns aux autres et la disposition structurelle qui en résulte détermine les qualités physiques d’un matériau, à la fois celles qui sont observables à l’œil nu et celles qui ne sont révélées que par des sondages scientifiques.

Le carbone est sans égal dans sa capacité à previous des structures stables – seul et en combinaison avec d’autres éléments. Certaines formes de carbone sont hautement organisées, avec des réseaux cristallins répétitifs. D’autres sont in addition désordonnés, une qualité appelée amorphe.



Le sort de liaison qui maintient ensemble un matériau à base de carbone détermine sa dureté. Par exemple, le graphite mou a des liaisons bidimensionnelles et le diamant dur a des liaisons tridimensionnelles.

« La synthèse d’un matériau carboné amorphe avec des liaisons tridimensionnelles est un objectif de longue date », a expliqué Fei. « L’astuce consiste à trouver le bon matériau de départ à transformer en appliquant une pression. »

 » Pendant des décennies, les chercheurs de Carnegie ont été à la pointe du domaine, utilisant des tactics de laboratoire pour générer des pressions extrêmes afin de produire de nouveaux matériaux ou d’imiter les situations trouvées au in addition profond des planètes « , a ajouté Richard Carlson, directeur du Carnegie Earth and Planets Laboratory.

En raison de son stage de fusion extrêmement élevé, il est not possible d’utiliser le diamant comme point de départ pour synthétiser du verre semblable au diamant. Cependant, l’équipe de recherche, dirigée par Bingbing Liu de l’Université de Jilin et Mingguang Yao – un ancien chercheur invité de Carnegie – a fait sa percée en utilisant une forme de carbone composée de 60 molécules disposées pour former une boule creuse. Officieusement appelé buckyball, ce matériau lauréat du prix Nobel a été chauffé juste assez pour effondrer sa framework semblable à un ballon de soccer et provoquer le désordre avant de transformer le carbone en diamant cristallin sous pression.

L’équipe a utilisé une presse multi-enclumes à grand volume pour synthétiser le verre en forme de diamant. Le verre est suffisamment grand pour la caractérisation. Ses propriétés ont été confirmées à l’aide de diverses procedures avancées à haute résolution pour sonder la structure atomique.

« La création d’un verre avec des propriétés aussi supérieures ouvrira la porte à de nouvelles apps », a expliqué Fei.  » L’utilisation de nouveaux matériaux verriers repose sur la fabrication de pièces de grande taille, ce qui a posé un défi dans le passé. La température comparativement plus basse à laquelle nous avons pu synthétiser ce nouveau verre diamanté ultradur rend la creation de masse furthermore pratique. «