Naujos teorinės anglies formos švyti labiau už deimantą

Apie tokius akmenėlius galima tik pasvajoti. Kompiuteriniais modeliavimais atrastos trys stabilios grynos anglies formos, kurios sėkmingo jų galimo sintetinimo atveju blizgėtų labiau už deimantus, rašo newscientist.com.

Anglies atomai gali išsidėstyti skirtingomis konfigūracijomis, kurios pasižymi labai besiskiriančiomis savybėmis. Grafitas ir deimantas yra geriausiai žinomos formos, kiek labiau egzotinės alotropinės formos yra grafenas, pasižymintis lanksčiomis elektrinėmis savybėmis ir M-anglis bei Bct-anglis, kietumu besivaržančios su deimantu.

Stony Brook universiteto (JAV) mokslininkas Artiomas Oganovas norėjo išsiaiškinti ar įmanomos už deimantą tankesnės anglies formos ir su kolegomis sistemingai modeliavo skirtingas anglies atomų konfigūracijas veikiant skirtingoms temperatūroms ir slėgiams. Trys formos, pavadintos hP3, tI12 ir tP12, pasirodė esančios pakankamai stabilios, kad jas turėtų būti įmanoma sukurti praktiškai.

Modeliavimas parodė, kad nė viena iš šių formų nebūtų kietesnė už deimantą, tačiau visos jos būtų nuo 1,1 iki 3,2 proc. tankesnės už deimantą. „Šie naujieji alotropai yra reikšmingai tankesni už visus kitus žinomus anglies alotropus“, - sakė A. Oganovas.

Dėl to šios teorinės anglies formos pasižymėtų didesniu refrakcijos indeksu – dydžiu, nurodančiu kaip stipriai medžiaga laužia šviesą – todėl jos labiau švytėtų ir blizgėtų.

Modeliavimai taip pat skatina manyti, kad trims medžiagoms būdingi labai skirtingi energetiniai šuoliai – kiekiai energijos, reikalingai, kad elektronai peršoktų iš vieno energetinio lygmens į kitą. Vieno iš jų, tP12, energetinis šuolis yra didžiausias iš visų žinomų anglies alotropų. Dėl tokios įvairovės alotropai galėtų būti geri superlaidininkai – egzotinės medžiagos, kuriomis elektra sklinda be varžos, teigia A. Oganovas.

Pasak Rice universiteto (JAV) atstovo Boriso Yakobsono, didelė energetinių šuolių įvairovė rodo, jog egzistuoja stipri sąveika tarp elektronų ir ir energijos paketų gardelėje, vadinamų fononais. O tai savo ruožtu gali paskatinti formavimąsi elektronų porų, vadinamų Kūperio poromis, kurios yra būtinos superlaidumui.

Dideli energetinių šuolių skirtumai šioms medžiagoms galėtų suteikti ir kitų unikalių savybių. „Platus energetinių šuolių pasiskirstymas suteikia daug erdvės naujų elektroninių medžiagų kūrimui“, - pridūrė A. Oganovas.

Visgi naujųjų anglies alotropų kūrimas gali būti labai sudėtingas. „Neaišku kaip mes galėtume juos pagaminti. Naudojant standartines grynas medžiagas, tokias kaip grafitas ar amorfinė anglis [alotropas, kuriame atomai nesudaro kristalinių struktūrų], galbūt galėtume išgauti mažyčius medžiagų kiekius taikant itin didelį slėgį“, - sakė tyrime nedalyvavęs Didelio slėgio fizikos instituto (Rusija) mokslininkas Vadimas Bražkinas.

A. Oganovas sakė, kad yra žinoma, jog grafito ir amorfinės anglies „smūginis spaudimas“ sukuria daug neatpažintų ir skirtingų anglies konfigūracijų. Jis mano, jog įmanoma, kad kai kurios iš šių konfigūracijų galėtų būti modeliavimu atrasti alotropai.

http://g2.delfi.lt/images/pix/530x0/6374c630/file46404603_162dac68.jpg