Diamanty patria k najtvrdším prírodným materiálom. Za svoju silu vďačia kryštálovému usporiadaniu atómov uhlíka.
Americkí výskumníci teraz našli spôsob, ako atómy uhlíka usporiadať na nanoúrovni do trojrozmernej mriežky tak, aby bol výsledný materiál ešte tvrdší ako diamant.
Malá mriežka opísaná v štúdii v časopise Nature Communications má zatiaľ ďaleko od praktického použitia. Raz môže prispieť k vytvoreniu pevných a ľahkých materiálov v letectve a kozmonautike.
Špeciálna laserová tlač
Posledných dvadsať rokov vedci navrhovali pevné nanomriežky tak, že prepájali valcové nosníky. Výsledok tak trochu pripomínal vežu žeriavu. Lenže takéto útvary neboli efektívne z pohľadu vlastností materiálu.
Vedci z Kalifornskej univerzity v Irvine a z ďalších inštitúcií preto namiesto malých valcových nosníkov využili doštičky naukladané veľmi tesne na seba.
Zliatina z Terminátora? Podľa vedca bude realitou Čítajte Takéto útvary mali teoreticky ponúknuť obrovskú tvrdosť, hypotézu však vedci nemohli overiť. Vyrobiť takýto nanoútvar sa až doteraz nepodarilo.
Veľmi odolnú nanomriežku teraz vytvorili z tekutej umelej živice pomocou špeciálnej trojrozmernej laserovej tlače. Vznikli tak bunky, z ktorých sa stanú veľmi tenké doštičky tesne vedľa seba. Jedna má dĺžku iba 0,00016 milimetra. Do útvaru potom urobili diery, ktorými odstránili zvyškovú živicu.
Vytvorenú mriežku následne zohriali vo vákuu na deväťsto stupňov, aby držala pohromade. Výsledný nanoútvar má tvar kocky zo skleného úhlíka.
Lepší postup
Nový prístup umožňuje vytvoriť mriežky, ktoré sú tvrdšie ako diamanty.
Mriežky na báze dosiek taktiež výrazne prekonávajú doterajšie postupy založené na valcových nosníkoch. Sú o 639 percent tvrdšie a o 522 percent pevnejšie ako pôvodné.
0,00016 milimetra
Hrúbka jednej doštičky v mriežke.
"Sme prvá skupina, ktorá experimentálne potvrdila predpokladanú schopnosť takýchto mriežok," napísal v tlačovej správe Kalifornskej univerzity v Irvine Lorenzo Valdevit, jeden z autorov štúdie.
Mriežka má zatiaľ ďaleko od bežného využitia, no raz by podobný nanoútvar mohol byť základom pre budúce lietadlá či vesmírne lode.
DOI: 10.1038/s41467-020-15434-2
