Китайските изследователи смесиха стотици нано-даймонди във вакуума и разкриха причината за загубата на твърдостта им

Китайски изследователи разкриха тайната „загуба на твърдост“ на нанодимантите

*По време на експериментът се установи защо диамантите с размери от 4 до 12 нм (стотици пъти по-малки от вирус) стават по-неупруги и лесно се компресират.*

Какво беше направено
- Експеримент

- 100 нанодиманта се задържаха между два цилиндра, всеки с диамантен връх.

- Системата бе свързана към датчик за сила и микроскоп за измерване на съпротивлението при компресия.

- Работите бяха извършени във вакуум, за да се изключат външни фактори.

- Моделиране

- Получените данни бяха сравнявани с компютърни модели на атомната структура на кристалите.

Ключовото заключение
- При намаляване на размера частта от атомите, намиращи се на повърхността (обвивката), расте.

- Свързванията между обвивката и центъра в нанодимантите са по-слаби отколкото в големите камъни.

- Затова малките кристали се компресират лесно: тяхното съпротивление намалява приблизително с 30 % спрямо големите диаманти.

Защо това е важно
- Наноматериалите са ключов компонент на бъдещите технологии: квантови компютри, сверхбързи сензори и защитени комуникации.

- Достъпността: изкуствените нанодимани днес струват значително по-малко, което отваря нови възможности за тяхното приложение.

> „Диаманти със стандартен размер са известни със своята изключителна твърдост, но в нано мащаб всичко се променя“, – отбелязва ръководителя на изследването Чунсинь Шань от Университета в Чжънчжо.

> „Успяхме да покажем, че именно атомната структура на повърхността е отговорна за намаляването на упругостта“.

Резултат: Колкото по-малък нанодимантът, толкова по-изразена е ролята на повърхностните атоми и по-слаби са връзките им с центъра, което води до забележимо намаляване на твърдостта. Това откритие ще помогне да се оптимизира използването на нанодимантите в високотехнологични устройства.