Elastyczne diamenty

Dzięki uprzejmości badaczy

Diament jest powszechnie znany jako najmocniejszy ze wszystkich naturalnych materiałów, ale ta siła ma swoją cenę: kruchość. Tak więc międzynarodowy zespół naukowców z MIT, Hongkongu, Singapuru i Korei był zaskoczony odkryciem, że diament hodowany w bardzo małych, przypominających igłę kształtach może zginać się i rozciągać, podobnie jak guma, i wracać do swojego pierwotnego kształtu. .

Zespół wykazał, że wąskie diamentowe igły, podobne w kształcie do gumowych końcówek na końcach niektórych szczoteczek do zębów, ale o średnicy zaledwie kilkuset nanometrów, mogą zginać się i rozciągać nawet o 9 procent bez pękania, a następnie powracać do swojej pierwotnej konfiguracji. Zwykły diament w postaci makroskopowej rozciąga się znacznie mniej niż 1 proc.

Poddanie materiałów krystalicznych, takich jak diament, bardzo dużym naprężeniom elastycznym, jak to się dzieje, gdy te elementy się zginają, może w znaczący sposób zmienić ich właściwości mechaniczne, termiczne, optyczne, magnetyczne, elektryczne, elektroniczne i chemiczne. Zespół twierdzi, że proces ten może zostać wykorzystany do projektowania materiałów do określonych zastosowań dzięki tak zwanej inżynierii odkształceń elastycznych.

Igły diamentowe, które wyhodowano w procesie chemicznego osadzania z fazy gazowej, a następnie wytrawiono do ich ostatecznego kształtu, obserwowano w skaningowym mikroskopie elektronowym podczas dociskania standardowym nanowgłębnikiem diamentowym. Zespół przeprowadził również symulacje w celu zinterpretowania wyników i był w stanie precyzyjnie określić, jak duże naprężenia i odkształcenia mogą wytrzymać igły.

Nieoczekiwane znalezisko zostało zgłoszone w tym roku w Nauka autorstwa starszego autora Ming Dao, głównego naukowca w Departamencie Inżynierii Materiałowej MIT. Twierdzi, że wyniki mogą otworzyć drzwi do różnych urządzeń opartych na diamentach do zastosowań, takich jak wykrywanie, przechowywanie danych, uruchamianie, biokompatybilne obrazowanie in vivo, optoelektronika i dostarczanie leków. Na przykład zbadano diament pod kątem dostarczania leków do komórek rakowych, a jeśli końcówki są elastyczne, mogą być bardziej odporne na pękanie.

ukryć