ساخت محکم‌ترین شیشه جهان، قوی‌تر از الماس

این ماده جدید، به دلیل استحکام فوق‌العاده بالا و مقاومت در برابر سایش، می‌تواند در سلول‌های خورشیدی کاربرد داشته باشد

ماده جدید از نظر استحکام با الماس برابری می‌کند - Spencer Platt/AFP

دانشمندان در چین، مستحکم‌ترین و سخت‌ترین ماده شیشه‌مانندی را که تا‌کنون شناخته شده ساخته‌اند. این ماده شیشه‌‌مانند می‌تواند بلورهای الماس را به سادگی بخراشد.

محققان از جمله پژوهشگران دانشگاه یانشنان در چین یادآور شدند که این ماده جدید  که موقتا و آزمایشی AM-III نامگذاری شده است، ویژگی‌های «عالی» مکانیکی و الکتریکی دارد و به دلیل استحکام «فوق‌العاده بالا» و مقاومت در برابر سایش، می‌تواند در سلول‌های خورشیدی کاربرد داشته باشد.

بررسی [خواص] این ماده که در نشریه «نشنال ساینس ریویو» (National Science Review) منتشر شده است، نشان می‌دهد که سختی این ماده به میزان ۱۱۳ گیگا پاسکال (GPa) است؛ در حالی که در آزمون مشابه سنگ الماس طبیعی معمولا عددی بین ۵۰ تا ۷۰ را نشان می‌دهد.

دانشمندان در این مقاله یادآور می‌شوند: «اندازه‌گیری‌ها نشان می‌دهد که AM-III از نظر استحکام با الماس قابل مقایسه است و در مقایسه با سایر مواد مستحکم، برتر است.»

به گفته دانشمندان، AM-III ازویژگی‌های جذب قابل‌تنظیم انرژی برخوردار است که با فیلم‌های نیمه‌هادی که معمولا در سلول‌های خورشیدی استفاده می‌شوند (نیمه‌هادی‌هایی از جمله سیلیسیم آمورف هیدروژنه شده) قابل مقایسه است.

Read More

This section contains relevant reference points, placed in (Inner related node field)

در حالی که ساختار درونی منظم اتم‌ها و مولکول‌ها در بلورهای الماس در استحکام و پایداری فوق العاده آن نقش دارد، محققان دریافته‌اند که در AM-III، تلفیق نظم و بی‌نظمی مولکول‌ها است که به ایجاد خواص عجیب این ماده می‌انجامد. 

محققان با استفاده از فولرن‌ها -موادی که از چیدمان اتم‌های کربن و شبیه توپ چهل‌تکه فوتبال تشکیل شده‌اند- انواع مختلفی از مواد شیشه‌مانند با آرایش مولکولی متفاوت تولید کردند که در بین آن‌ها، AM-III بیشترین میزان نظم اتمی و مولکولی را داشت.

دانشمندان برای دستیابی به این میزان نظم در مولکول‌ها فولرن‌ها را شکستند و با هم مخلوط کردند و در یک محفظه آزمایشی، در مدت ۱۲ ساعت به تدریج به آن حرارت شدید یک هزار و ۲۰۰ درجه سلسیوس و فشار حدود ۲۵ گیگا پاسکال وارد کردند و همین زمان را برای سرد شدن آن هم صرف کردند.

آنان مشاهده کردند که منظم شدن بیشتر می تواند خواص نیمه‌رسانایی و سایر ویژگی‌هایی را که مستلزم آشفتگی اتم‌ها و مولکول‌ها است، به صورت بالقوه از بین ببرد.

محققان در این مقاله می‌نویسند: «ظهور این نوع از ماده بسیار محکم و فوق‌العاده قدرتمند نیمه‌رسانای بی‌شکل یک گزینه جایگزین عالی برای اغلب کاربردهای عملی به شمار می‌رود.» 

© The Independent

بیشتر از علوم