Chińscy badacze zmieszali setki nanodiamantów w próżni i ujawnili przyczynę utraty ich twardości

Chińscy badacze odkryli tajemnicę „utraty sztywności” nanodiamantów

*W trakcie eksperymentu dowiedziono, dlaczego diamenty o rozmiarach od 4 do 12 nm (setki razy mniejsze niż wirus) stają się mniej sprężyste i łatwiej się kompresują.*

Co zostało zrobione
- Eksperyment

- 100 nanodiamantów przyciskano pomiędzy dwoma cylindrami, każdy z nich miał diamentowy koniec.

- System był podłączony do czujnika siły i mikroskopu w celu zmierzenia oporu kompresji.

- Prace przeprowadzono we próżni, aby wyeliminować wpływ czynników zewnętrznych.

- Modelowanie

- Uzyskane dane porównano z komputerowymi modelami struktury atomowej kryształów.

Kluczowy wniosek
- Przy zmniejszaniu się rozmiaru rośnie udział atomów znajdujących się na powierzchni (powłoce).

- Powiązania między powłoką a rdzeniem w nanodiamantach okazują się słabsze niż w większych kamieniach.

- Dlatego małe kryształy łatwiej się kompresują: ich opór spada o około 30 % w porównaniu z dużymi diamentami.

Dlaczego to ważne
- Nanomateriały są kluczowym komponentem przyszłych technologii: komputery kwantowe, nadzwyczaj szybkie czujniki i zabezpieczone komunikacje.

- Dostępność: sztuczne nanodiamanty dziś kosztują znacznie mniej, co otwiera nowe możliwości ich zastosowania.

> „Diamenty typowego rozmiaru są znane z wyjątkowej sztywności, ale w skali nano wszystko się zmienia”, – zauważa kierownik badania Chunxin Shan z Uniwersytetu Zhengzhou.

> „Udało nam się pokazać, że to właśnie struktura atomowa powierzchni odpowiada za obniżenie sprężystości”.

Wniosek: Im mniejszy nanodiamant, tym bardziej wyraźna rola atomów powierzchniowych i słabsze ich powiązania z rdzeniem, co prowadzi do zauważalnego zmniejszenia sztywności. To odkrycie pomoże zoptymalizować wykorzystanie nanodiamantów w wysokotechnologicznych urządzeniach.