Ученые прояснили механизм превращения нанотрубок в наноалмазы

Физикам удалось прояснить механизм превращения нанотрубок в наноалмазы. Статья исследователей появилась в журнале Physical Review B, а ее краткое изложение приводит Physical Review Focus.

Ранее исследователям уже было известно, что под воздействием плазмы в многостеночных нанотрубках (то есть нанотрубках, "свернутых" из нескольких слоев графита) формируются алмазные вкрапления. Механизм этого процесса, однако, оставался во многом неясным. В рамках нового исследования ученые использовали компьютерное моделирование, чтобы прояснить суть данного процесса. Для этого они численно решали уравнения, описывающие квантовое состояние атомов углерода, организованных в нанотрубку.

В результате им удалось установить, что для произвольной хиральности (ориентации гексагональных ячеек углеродного листа относительно оси нанотрубки) одностеночных компонент многостеночной нанотрубки в них существуют регионы, где атомы углерода могут формировать кубические ячейки обычного алмаза или гексагональные ячейки лонсдейлита. Последний называют еще гексагональным алмазом и находят в упавших на Землю метеоритах.

Ученым удалось также установить, что конфигурация атомов углерода в виде нанотрубки с алмазными вкраплениями имеет потенциальную энергию выше, чем конфигурация в виде обычной многостеночной нанотрубки. Это, в частности, позволяет объяснить роль плазмы в формировании наноалмазов - она обеспечивает приток энергии, необходимый для формирования более энергоемкой конфигурации.

По словам исследователей, подобные наноалмазы могут найти применение при построении наномеханизмов. При этом, однако, до практического их использования еще очень далеко. Дело в том, что исследователи пока не умеют контролировать хиральность нанотрубок, которая определяет места формирования и типы получаемых алмазных вкраплений.

Совсем недавно ученым удалось доказать, что самым твердым материалом является специальным образом обработанный лонсдейлит. Открытие также стало результатом компьютерного моделирования, поскольку практическое получение этого материала до сих пор является крайне сложной задачей. По расчетам исследователей, обработанный образец лонсдейлита должен ломаться при давлении 152 гигапаскаля (алмазы разрушаются при давлении в 97 гигапаскалей).

Наука и техника00:0116 февраля
Луис Глазман «Битва при Ситке»

Обойдемся

Эти индейцы воевали с русскими до 2004 года. Они вынудили Россию продать Аляску
Наука и техника00:0630 ноября 2017
Красноармейцы в финском плену. Лагерь в области Париккала

«Красноармейцы — голодные и нищие колхозники»

Сталин обрек тысячи солдат на мучительную смерть и подарил Финляндию Гитлеру
«Домохозяек обычно заражает муж»
Почему беспорядочная сексуальная жизнь россиян приводит к эпидемии рака
Русский характер
Вулканы, медведи и разруха. Курилы — рай для сурового туризма
«Пойду работать комбайнером»
Путин думает о будущем, пока остальные рвутся во власть
Старик и космос
Российский пенсионер в одиночку построил планетарий и стал легендой
Забрало закрой!
Российских солдат будущего боятся уже сейчас
Луис Глазман «Битва при Ситке»Обойдемся
Эти индейцы воевали с русскими до 2004 года. Они вынудили Россию продать Аляску
Звон мечей
Лучшая ролевая игра со времен Morrowind и «Ведьмака»: Kingdom Come: Deliverance
Чувство мема
Американцев и европейцев оскорбляет буквально все. Россиян это смешит
Круче Tor
Богачи вложили миллионы в магазин наркотиков нового поколения
Кто здесь хозяин
Суровые русские и американцы-патриоты глазами лучших фотографов мира