ClockThứ Năm, 30/03/2017 14:27

Khám phá bí mật của vật liệu cứng nhất hành tinh, cứng hơn kim cương

Các nhà khoa học Nga vừa thiết kế được một mô hình mới cho vật liệu dựa trên tinh thể fullerene có độ cứng cơ học cực cao, hơn cả kim cương.

Phát hiện này mang lại khả năng giúp chúng ta hiểu sâu hơn về vật liệu fullerene, thúc đẩy nghiên cứu trong lĩnh vực này và có thể giúp tổng hợp các vật liệu siêu cứng cho ngành công nghiệp chế biến.

kham pha bi mat cua vat lieu cung nhat hanh tinh cung hon kim cuong hinh 1
Mô hình fullerite trong kim cương. Nguồn ảnh: Sputnik.
 

 

Một nhóm nghiên cứu thuộc Đại học Khoa học và Công nghệ Quốc gia Nga (MISiS), Viện Công nghệ Vật liệu Carbon Mới và Siêu cứng ở thủ đô Nga, cùng một số trường đại học và viện nghiên cứu khác của Nga đã phát hiện ra cách thức tinh thể fullerite biến thành vật liệu siêu cứng, cứng hơn kim cương tới vài lần. Nhóm này cũng đưa ra một mô hình cho cấu trúc vật liệu đặc biệt này.

Bản nghiên cứu về vấn đề này đã được đăng tải trên tạp chí Carbon.

Fullerite là một tinh thể phân tử có cấu trúc, với một “lưới mắt cáo” các phân tử fullerene

Fullerene là một dạng phân tử mới, trong đó các nguyên tử tạo thành một quả cầu rỗng. Quả cầu carbon trong fullerite có thể phân bố theo nhiều mẫu khác nhau, mặc dù độ cứng của vật liệu này phụ thuộc chủ yếu vào đúng cách thức kết nối các fullerene.

Các nhà nghiên cứu trên thế giới đã tạo ra các mô hình polymer hóa (trong quá trình tạo ra chất polymer, người ta gắn một chất phân tử thấp vào trung tâm hoạt động của một phân tử polymer), nhằm chuyển đổi các fullerene thành fullerite. Trước đây người ta không rõ vì sao các vật liệu được tạo ra lại siêu cứng như đã phát hiện được trong một số cuộc kiểm tra. Các nhà khoa học Nga đã thành công trong việc giải thích quá trình này.

Giới nghiên cứu Nga đã bao quanh một cấu trúc tinh thể fullerite bằng kim cương đơn tinh thể, rồi nghiên cứu hợp chất được tạo ra từ đó. 

Giả thuyết do các nhà nghiên cứu Nga đưa ra là độ nén của fullerite ở nhiệt độ cao sẽ chuyển đổi một số fullerene thành kim cương đa tinh thể, trong khi một phần khác vẫn ở dạng nén (pha SH). 

Theo tính toán của các nhà khoa học Nga, fullerite bên trong kim cương phải bị nén, do việc nén tăng cường tính đàn hồi và cơ học của nó, trong khi vỏ kim cương giữ fullerite ở nguyên vị trí và bảo tồn các đặc tính của nó.

Tiến sĩ Vật lý và Toán học Pavel Sorokin phát biểu: “Khác với kim cương, fullerite không phải là một vật liệu đơn tinh thể. Trong điều kiện bình thường, chất liệu này hoàn toàn mềm. Tuy nhiên trong quá trình polymer hóa 3D dưới áp lực cao, độ chịu nén và độ cứng của nó tăng lên đáng kể, và vật liệu này trở nên siêu cứng. Fullerite khi ấy có thể tăng độ chịu nén của bề mặt kim cương lên mức 310 GPa. Chúng tôi tin rằng những đặc điểm này là do trạng thái nén của fullerite”.

Tiến sĩ Sorokin đứng đầu dự án Khoa học Vật liệu lý thuyết về Cơ sở hạ tầng Cấu trúc Nano tại Phòng thí nghiệm MISiS về Vật liệu Nano Vô cơ. Ông cũng phụ trách phòng thí nghiệm tại Viện Công nghệ Vật liệu Carbon Mới và Siêu cứng ở Moscow.

Giới nghiên cứu tin rằng họ có thể nhanh chóng giải quyết điều bí hiểm của vật liệu siêu cứng. Kết quả thu được trong quá trình mô hình hóa bằng máy vi tính có thể giúp tạo ra các biến thể dựa trên fullerite bền hơn, và sản xuất ra chúng với số lượng lớn đủ cho nhu cầu sử dụng và đủ để thay thế kim cương làm vật liệu carbon chủ lực sử dụng trong ngành công nghiệp chế biến ngày nay./.

Theo VOV

ĐÁNH GIÁ
Hãy trở thành người đầu tiên đánh giá cho bài viết này!
  Nội dung góp ý

BẠN CÓ THỂ QUAN TÂM

Kết quả đặc biệt quan trọng trong chuyến công tác tại Nga của Thủ tướng Lê Minh Hưng

Thủ tướng Chính phủ Lê Minh Hưng và đoàn đại biểu cấp cao Việt Nam vừa kết thúc tốt đẹp chuyến công tác tham dự Hội nghị Cấp cao kỷ niệm 35 năm quan hệ ASEAN-Nga và có các hoạt động song phương tại thành phố Kazan, Cộng hòa Tatarstan, Liên bang Nga từ ngày 16 đến 18/6/2026 theo lời mời của Tổng thống Liên bang Nga Vladimir Putin.

Kết quả đặc biệt quan trọng trong chuyến công tác tại Nga của Thủ tướng Lê Minh Hưng
Nhà khoa học của nhà nông

Nhờ áp dụng tốt các biện pháp kỹ thuật, ông Trương Duy Hòa, ở phường Phong Điền đã phát triển mô hình trồng sen, tạo hướng đi mới trong phát triển kinh tế gia đình với doanh thu mỗi năm gần 550 triệu đồng. Với kết quả này, ông đã được Trung ương Hội Nông dân Việt Nam vinh danh “Nông dân Việt Nam xuất sắc” và danh hiệu “Nhà khoa học của nhà nông”.

Nhà khoa học của nhà nông
Mở rộng hợp tác năng lượng, giáo dục Việt Nam-Nga

Trên chặng đường hiện thực hóa những khát vọng phát triển của Việt Nam, bên cạnh phát huy tối đa nội lực, việc thúc đẩy hợp tác với các đối tác truyền thống, trong đó có Liên bang Nga, mang ý nghĩa đặc biệt quan trọng. Những bước tiến trong các lĩnh vực hợp tác then chốt giữa Việt Nam và Nga như năng lượng, đào tạo nhân lực, khoa học-công nghệ… sẽ là hành trang và động lực mạnh mẽ để Việt Nam vững bước trong kỷ nguyên mới.

Mở rộng hợp tác năng lượng, giáo dục Việt Nam-Nga
Việt Nam là nhân tố quan trọng trong tăng cường quan hệ ASEAN-Nga

Theo Giám đốc Trung tâm ASEAN Ekaterina Koldunova, Hội nghị cấp cao Nga-ASEAN sắp tới là dịp để các bên trao đổi sâu rộng về các vấn đề quốc tế, khu vực và song phương, trong bối cảnh thế giới nhiều biến động. Chuyên gia Nga đồng thời đánh giá cao vai trò của Việt Nam trong thúc đẩy hợp tác giữa Nga và ASEAN.

Việt Nam là nhân tố quan trọng trong tăng cường quan hệ ASEAN-Nga

TIN MỚI

Return to top