19.08.2016, 15:37:31
Войти Зарегистрироваться
Авторизация на сайте

Ваш логин:

Ваш пароль:

Забыли пароль?

Навигация
Новости
Поход в Холодный Яр

Если вы ищете, чем заняться в выходные, любите походы и природу Украины, то вероятно вам понравится поход. Поход в Холодный Яр, если точнее. Холодный

Увлекательный тур пешком по Карпатам

Украина самая большая страна Европы с неплохой инфраструктурой и разнообразием ландшафта. Здесь действительно есть, что посмотреть, от памятников славянской старины до изумительных природных красот.

Бизнес план кредитного потребительского
Финансовый рынок нашей страны довольно развит, что в общем-то характерно для государств всего мира с развитыми или развивающимися экономики. Но потребности в финансовых услугах все равно, в значительной

Бизнес онлайн от сбербанка
Услуга Сбербанк бизнес онлайн от Сбербанка России – это новая, уникальная и, несомненно удобная возможность для предпринимателей и юридических лиц управлять своими счетами в банке, а также проводить необходимые

Архив новостей
Реклама
Календарь событий
Right Left

Витончене рішення. Синтез самого твердого матеріалу в світі

У Троїцьку розробили промисловий спосіб отримання ультратвёрдого фуллерита - матеріалу більш твердого, ніж алмаз.

Алмазна ковадло, деформована при синтезі ультратвёрдого фуллерита. Вм'ятина в центрі ковадла вказує на те, що синтезований матеріал твердіше алмаза.

Структура фуллерита. Фуллерит є молекулярний кристал, в вузлах решітки якого розташовані молекули фулерену. Малюнок Дмитра Зайцева, <br /> Іллі Іоффе (Wikimedia, Словник нанотехнологічних термінів).

Наука і життя // Ілюстрації

<

>

Чим твердіше ріжучий інструмент, тим довше він служить і тим якісніше можна обробляти деталі. Фізики, хіміки, технологи створили багато надтвердих матеріалів, але, незважаючи на всі старання, довгий час самим твердим залишався природний алмаз. Ситуація почала змінюватися з відкриттям нових форм вуглецю. Двадцять років тому в результаті тривалих спільних російсько-французьких досліджень (див. «Наука і життя» № 10, 1995 г.) в Інституті фізики високих тисків РАН ім. Л. Ф. Верещагіна вперше синтезували ультратвёрдий фуллерит, який виявився твердіше природного алмазу, - звідси він і отримав назву «ультратвёрдий».

Фуллеритом представляють собою молекулярні кристали, утворені молекулами фулерену С60. Перші фуллеритом отримані в 1990 році в Інституті ядерної фізики в Гейдельберзі (Німеччина). Повідомлення про це відкриття викликало шквал робіт з дослідження властивостей і методів синтезу нового речовини. Під дією високого тиску і температури дослідники отримували найрізноманітніші, невідомі раніше фази, утворені молекулами фулерену. У їх числі були і надтверді фуллеритом. Ультратвёрдий фуллерит - той, що твердіше алмаза, - виявився тривимірним полімером, що складається з кристалів фуллерита.

Ультратвёрдий фуллерит залишається самим твердим матеріалом і сьогодні: його показник твердості коливається в межах 150-300 ГПа (гігапаскалів) проти 70-150 ГПа у натуральних алмазів. З практичної точки зору він цікавий не тільки фахівцям з обробки металів та інших матеріалів, але і для наукових досліджень, перш за все для вимірювання твердості надтвердих матеріалів і того ж алмазу. Новий метод вимірювання твердості з використанням ультратвёрдого фуллерита був створений в Інституті спектроскопії РАН ще в 1997 році. Проте широкого застосування ультратвёрдие фуллеритом до сих пір не отримали, оскільки немає способів, що дозволяють синтезувати їх в промислових масштабах. Це пов'язано з технологічними труднощами: для синтезу ультратвёрдого фуллерита потрібно дуже високий тиск - не менше 13 ГПа, або майже 130 тисяч атмосфер. Створити його в установці великого обсягу (промислових масштабів) сучасна техніка не дозволяє.

Дослідники з Технологічного інституту надтвердих і нових вуглецевих матеріалів (м Троїцьк Московської області), з МФТІ, МИСиС і МГУ ім. М. В. Ломоносова зуміли обійти це обмеження. Вони додали до вихідних реагентів сероугерод CS2, який, як показали експерименти, виступає в якості каталізатора реакції тривимірної полімеризації С60. У присутності сірковуглецю освіту надтвердого матеріалу стає можливим при меншому тиску - 8 ГПа, причому процес йде при кімнатній температурі, в той час як синтез цього фуллерита за відсутності каталізатора вимагає нагріву до 1100 К (близько 830оС). Сірковуглець відносно недорогий і доступний: його отримують в промислових масштабах, використовують в різних виробництвах, в тому числі хімічних і текстильних, так що технологія роботи з ним добре відпрацьована.

Новий метод синтезу ультратвёрдого фуллерита автори дослідження описали в статті, опублікованій у вересневому номері журналу «Carbon».