Đã tìm ra vật liệu cứng hơn kim cương
Ở lõi hành tinh của chúng ta, khối lượng hàng tỷ tấn đá chèn từ trên xuống tạo ra lực mạnh gấp ba triệu lần áp suất khí quyển trên bề mặt Trái Đất. Tuy nhiên, tại phòng thí nghiệm ở Bắc Bavaria (Đức), nhà vật lý Natalia Dubrovinskaia đã tạo ra lực ép mạnh gấp ba lần lực trong lõi Trái Đất.
Nhà vật lý Dubrovinskaia và các đồng nghiệp đã tìm ra một loại siêu vật liệu có khả năng chịu đựng lực ép cực lớn. Vật liệu mới cứng đến mức có thể làm mẻ kim cương - vật liệu vốn được coi là cứng nhất thế giới từ trước đến nay.
Vật chất mới là kết quả sau nhiều thập niên nghiên cứu của "thuật giả kim hiện đại", theo đó các nhà khoa học đã tinh chỉnh và làm thay đổi cấu trúc của các nguyên tố hóa học nhằm làm thay đổi tính chất của các nguyên tố đó.
Được tạo ra lần đầu tiên vào năm 1957 và được đặt tên là khối boron nitride, ban đầu chất này được biết có độ cứng có thể làm trầy xước kim cương, song hy vọng này ngay sau đó đã tan vỡ khi các thí nghiệm cho thấy độ cứng của nó chỉ chưa bằng một nửa kim cương.
Trải qua nhiều thập niên, cho tới năm 2015, nhà khoa học Jagdish Narayan và các cộng sự thuộc trường Đại học Bắc Carolina (Mỹ) công bố bước đột phá khi họ đã làm tan chảy một cấu trúc carbon phi tinh thể, được biết đến với tên gọi carbon kính (glassy-carbon), bằng cách dùng xung bức xạ laser nhanh đốt nóng chất đó lên đến 3.700 độ C sau đó làm lạnh thật nhanh.
Quá trình làm lạnh này đã tạo ra chất có tên gọi là Q-carbon. Chất Q-carbon được tạo ra là một dạng cấu trúc carbon không định hình, lạ thường nhưng cực kỳ cứng chắc. Khác với các cấu trúc carbon khác, chất này có từ tính và phát sáng khi tiếp xúc với nguồn sáng.
Cấu trúc của vật liệu này chủ yếu được tạo ra từ liên kết giống kim cương nhưng cũng có khoảng 10-15% độ giống với liên kết than chì. Thử nghiệm của nhóm nghiên cứu cho thấy Q-carbon cứng hơn ít nhất là 60% so với kim cương.
Tuy nhiên, theo Narayan, để thử nghiệm độ cứng của một mẫu vật, ta cần phải có một thứ rắn hơn mẫu vật đó. Khi cố gắng nghiền nát một mẫu Q-carbon bằng cách dùng hai mũi nhọn kim cương mài sắc kẹp lại thì là lúc phát sinh vấn đề.
"Mũi kim cương biến dạng trong quá trình đo độ cứng của Q-carbon. Và đây là lúc chiếc "đe siêu cứng" của nhà vật lý Dubrovinskaia ra đời. Vật liệu mới của bà là một dạng độc nhất vô nhị của carbon, được biết đến với tên gọi là các khối cầu kim cương nanocrystalline (nanocrystalline diamond balls).
Thay vì được tạo ra từ một lưới tinh thể từ các nguyên tử carbon đơn lẻ như đá quý mà chúng ta vẫn dùng để chế tác đồ trang sức, chất này được tạo ra từ rất nhiều tinh thể siêu nhỏ, mỗi tinh thể nhỏ hơn 11.000 lần so với tiết diện một sợi tóc người.
Một mẫu tinh thể "đe kim cương" có được khi bị nghiền ra trong khoang áp suất. Những tinh thể này liên kết với nhau bởi một lớp graphene (tấm carbon lục giác tuần hoàn). Chất liệu kỳ diệu này được tạo thành từ một lớp carbon có độ dày chỉ bằng một nguyên tử.
Trong khi tinh thể kim cương bắt đầu không chịu được áp lực 120 Giga Pascals (GPa), thì vật liệu mới có thể chịu được ít nhất 460 GPa. Nó thậm chí có thể chịu được khi tổng lực ép tạo ra áp lực đến 1.000GPa. Điều này khiến khối cầu nhỏ xíu này cứng hơn bất cứ loại vật liệu nào từng được biết đến trên hành tinh này./.
- Từ khóa :
- kim cương
- chất rắn hơn kim cương
- Q-carbon
- đe siêu cứng
Tin liên quan
-
Kinh tế Thế giới
Mỏ kim cương lớn tại Canada được đưa vào khai thác
07:16' - 22/09/2016
Ngày 20/9, mỏ kim cương Gahcho Kue, nằm cách thủ phủ Yellowknife thuộc tỉnh Các vùng lãnh thổ Tây Bắc Canada 280 km, đã được đưa vào khai thác.
-
Kinh tế & Xã hội
Thêm một viên kim cương xanh quý hiếm được đấu giá
06:36' - 11/06/2016
Một viên kim cương xanh lam xuất xứ từ khu mỏ Nam Phi ngày 9/6 đã được bán với giá hơn 25 triệu USD tại sàn đấu giá thành phố New York (Mỹ).
-
Kinh tế & Xã hội
Viên kim cương hồng “Unique Pink” được bán với giá cao kỷ lục
11:37' - 19/05/2016
Đây là viên kim cương hồng có mức giá cao nhất cho tới nay.
Tin cùng chuyên mục
-
Kinh tế & Xã hội
Sắp xếp đơn vị hành chính, Hà Tĩnh không còn huyện Lộc Hà
09:10'
Tỉnh Hà Tĩnh có 13 đơn vị hành chính cấp huyện (gồm 1 thành phố, 2 thị xã và 10 huyện); 216 đơn vị hành chính cấp xã (gồm 182 xã, 21 phường và 13 thị trấn).
-
Kinh tế & Xã hội
Marketing thương hiệu quốc gia: Đã đến lúc cần những bàn tay chuyên nghiệp
08:54'
Việt Nam chưa có một tư duy marketing thương hiệu quốc gia ở tầm chiến lược.
-
Kinh tế & Xã hội
An Giang: Khống chế được vụ cháy rừng trên núi Cô Tô
08:40'
Sau nhiều giờ nỗ lực chữa cháy của các lực lượng, vụ cháy rừng tại khu vực Kẹt Càng Đước trên núi Cô Tô, thuộc ấp Tô Thuận, xã Núi Tô, huyện Tri Tôn đã cơ bản được khống chế.
-
Kinh tế & Xã hội
Báo chí Nam Mỹ đưa tin về Chiến thắng 30/4
08:12'
Ngày 26/4, báo chí Argentina đã đưa tin đậm nét về Chiến thắng 30/4, Ngày Giải phóng miền Nam, thống nhất đất nước (30/4/1975 - 30/4/2024) của dân tộc Việt Nam.
-
Kinh tế & Xã hội
Lịch thi đấu bóng đá hôm nay ngày 27/4/2024
08:11'
Bnews. Lịch thi đấu bóng đá hôm nay 27/4, sáng mai 28/4, các trận đấu trong nước, quốc tế đêm nay và sáng mai được cập nhật mới nhất, chính xác nhất. Lịch thi đấu ngoại hạng Anh, La Liga, Bundesliga.
-
Kinh tế & Xã hội
Động đất mạnh 6,1 độ ở Đài Loan (Trung Quốc)
07:58'
Cơ quan phụ trách thời tiết Đài Loan (Trung Quốc) cho biết hai trận động đất, trong đó trận có độ lớn 6,1, đã xảy ra ở quận Hoa Liên vào sáng 27/4 và chưa có báo cáo thiệt hại.
-
Kinh tế & Xã hội
Cháy lớn tại Brazil, ít nhất 10 người thiệt mạng
07:57'
Ngày 26/4, hỏa hoạn lớn đã xảy ra tại một khách sạn cũ ở thành phố Porto Alegre, thủ phủ của bang Rio Grande do Sul ở miền Nam Brazil, khiến ít nhất 10 người thiệt mạng.
-
Kinh tế & Xã hội
Bầu cử Mỹ 2024: Tổng thống J.Biden sẵn sàng tranh luận với đối thủ D.Trump
07:56'
Tổng thống Mỹ Joe Biden ngày 26/4 tuyên bố ông sẵn sàng tranh luận với cựu Tổng thống Donald Trump, mặc dù không nêu rõ thời gian cụ thể.
-
Kinh tế & Xã hội
Đường phố Hà Nội trang hoàng rực rỡ dịp lễ 30/4 - 1/5/2024
07:08'
Hướng tới kỷ niệm 49 năm ngày Giải phóng miền Nam thống nhất đất nước, 70 năm Chiến thắng Điện Biên Phủ, 138 năm Ngày Quốc tế Lao động, trên các tuyến phố chính của Hà Nội được trang hoàng rực rỡ.