© Фото: предоставлено пресс-службой МФТИ

Специалисты нескольких российских научных центров нашли способ создания полимерных материалов, обладающих твердостью, значительно более высокой, чем у алмаза. Результаты этой работы, опубликованной в журнале Carbon, могут стать основой нового направления в материаловедении.

Исследователи из Технологического института сверхтвердых и новых углеродных материалов в Троицке (ТИСНУМ), МФТИ, МИСиС и МГУ разработали новый метод синтеза ультратвердого углеродного материала — фуллерита, который сейчас занимает первое место в перечне самых твердых материалов. С практической точки зрения эта твердая форма углерода интересна в первую очередь специалистам по обработке металлов и других материалов.

Ультратвердыми материалами называют все, что тверже алмаза. Материалы мягче алмаза, но тверже нитрида бора обозначают как сверхтвердые: нитрид бора с кубической решеткой почти втрое тверже хорошо известного корунда. В своей работе ученые отмечают, что алмаз уже давно не является самым твердым материалом. Натуральные алмазы имеют твердость около 150 гигапаскалей (ГПа). Сейчас первое место в перечне самых твердых материалов занимает ультратвердый фуллерит с показателем твердости от 150 до 300 ГПа.

Фуллериты состоят из фуллеренов С60 — молекул углерода в виде сфер, образованных 60 атомами. Эти сферы в составе фуллерита могут быть по-разному «упакованы», и твердость материала очень сильно зависит от того, как именно они связаны между собой. В открытом российскими учеными фуллерите молекулы С60 связаны друг с другом во всех направлениях — этот материал ученые называют трехмерным полимером.

Однако методов, позволяющих получать это перспективное вещество в промышленных масштабах, пока не существует, так как для этого требуется очень высокое давление, как минимум 130 тысяч атмосфер, которое современная техника не позволяет достичь.

В нынешней работе показано, как можно обойти эту трудность. Для этого надо добавить к исходной смеси реагентов сероуглерод, который играет роль катализатора в синтезе фуллерита. Оказалось, что при этом образование сверхтвердого материала идет при меньшем давлении, 80 тысяч атмосфер, вдобавок при комнатной температуре.

Открытие, описанное в статье, создает новое направление в области материалов, поскольку существенно снижает давление синтеза и позволяет промышленно производить фуллерит и его производные, пояснил ведущий автор исследования, заведующий лабораторией функциональных наноматериалов в ТИСНУМ Михаил Попов, которого цитирует пресс-служба МФТИ.

 http://www.gazeta.ru/scie...014/09/12/n_6473405.shtml