Trung Quốc chế tạo thành công thủy tinh AM-III cứng hơn kim cương

Từ trước tới nay, kim cương ngoài việc được biết đến là món châu báu đắt giá, nó còn là loại vật liệu cứng có độ bền cao và được ứng dụng để làm lưỡi dao cắt thủy tinh hoặc mũi khoan.

Được biết, một viên kim cương tự nhiên thường có độ cứng từ 50 đến 70 GPa, trong khi một số viên kim cương nhân tạo cứng nhất có thể đạt đến 100 GPa.

Mới đây, một nhóm nghiên cứu tại Trung Quốc đã phát triển thành công một loại vật liệu thủy tinh xô đổ kỷ lục về độ cứng của kim cương. Cụ thể, nhóm này đã thành công tạo ra một loại vật liệu có tên tạm thời là AM-III với các đặc tính như trong suốt, có màu hơi ngả vàng từ carbon.

Trong khi các nguyên tử và phân tử của kim cương được sắp xếp trong một cấu trúc mạng tinh thể hoàn hảo thì AM-III có cấu trúc vô tổ chức hơn, nơi các nguyên tử và phân tử bị lệch – tạo ra một loại vật chất được gọi là vô định hình.

Theo bài viết của South China Morning Post ngày 9/8, trong một bài kiểm tra của Vickers, AM-III đã đạt độ cứng 113 GPa. Thử nghiệm cơ học đã chứng minh AM-III là vật liệu vô định hình cứng nhất và bền nhất được biết cho đến nay. Nhóm nghiên cứu cũng cho biết, AM-III cũng có thể dễ dàng để lại 1 vết cắt sâu trên bề mặt kim cương.

Dù tốn nhiều thời gian để sản xuất hàng loạt và giá thành của loại vật liệu này không rẻ, không thể ứng dụng để làm trang sức hay các hàng hóa phổ biến, tuy nhiên AM-III có thể được ứng dụng làm kính chống đạn với độ cứng cao gấp 20 đến 100 lần so với sản phẩm phổ thông hiện có mặt trên thị trường hoặc sử dụng trong nhành công nghiệp công nghệ cao.

“Loại vật liệu carbon vô định hình bán dẫn siêu cứng, siêu bền này là ứng cử viên xuất sắc cho các ứng dụng thực tế khắt khe nhất”, giáo sư Tian Yongjun và các đồng nghiệp thuộc Trung tâm Khoa học áp suất cao của Đại học Yến Sơn, ở thành phố Tần Hoàng Đảo, tỉnh Hà Bắc, cho biết trên tạp chí National Science Review ngày 5/8.

Vật liệu này cũng là một loại chất bán dẫn. AM-III đang trở thành một đề tài nghiên cứu hấp dẫn đối với các nhà khoa học phát triển công nghệ quang điện trong việc chuyển đổi ánh sáng thành điện năng, giống công nghệ tìm thấy trong pin mặt trời.

An An