Физики смоделировали структуру на основе фуллерита и алмаза, с помощью которой показали, как фуллерит под давлением приобретает сверхвысокую жесткость, сообщила пресс-служба МФТИ. Это открытие позволяет оценить потенциальные условия для получения ультратвердых материалов. Результаты опубликованы в журнале Carbon.

Фуллерит - это молекулярный кристалл, в узлах решетки которого находятся молекулы фуллерена, а фуллерен - это молекула углерода в форме футбольного мяча. Фуллерен обладает исключительной жесткостью, а вот фуллерит - достаточно мягкий материал, который, тем не менее, под давлением становится тверже алмаза.

«Мы надеемся, что наша работа приблизила нас к разрешению загадки ультратвердого углерода. Разработанная модель поможет понять его свойства и синтезировать новые ультратвердые углеродные материалы» - приводит пресс-релиз слова Павла Сорокина, доктора физико-математических наук и автора исследования.

Объяснить, почему фуллерит под давлением становится таким твердым, удалось группе ученых из ФГБНУ ТИСНУМ, МФТИ, Сколтеха и МИСиС под руководством профессора, доктора физико-математических наук Леонида Чернозатонского из Института биохимической физики им. Н. М. Эмануэля РАН и доктора физико-математических наук Павла Сорокина, ведущего научного сотрудника лаборатории «Неорганические наноматериалы» МИСиС, преподавателя МФТИ.

Ученые предположили, что при сжатии часть фуллерита переходит в алмазоподобный углерод, а часть сохраняет свою структуру. Исследователи разработали модель, в которой структура в сжатом состоянии находилась внутри алмаза, и изучили ее свойства. Суть идеи состояла в том, что сжатый фуллерит удерживается алмазной оболочкой, и потому вся структура имеет повышенную твердость.

В ходе изучения модели выяснилось, что с увеличением размера фуллеритового кластера и при сохранении размеров алмазной оболочки характеристики становятся похожими на экспериментальные, при этом твердость значительно превосходит характеристики алмаза. Ученые надеются, что результаты поспособствуют дальнейшему развитию исследования фуллерита.

ИТАР-ТАСС