🔬 Новости науки. Алмазоподобный углерод из фуллеренов при комнатной температуре 💎

С помощью алмазных наковален удалось получить прозрачный аморфный алмазоподобный углерод (a-D) из фуллеренов C₆₀ при комнатной температуре и давлении 49 ГПа в негидростатических условиях. Детальное исследование экспериментальными методами рентгеновской дифракции, рамановской спектроскопии, просвечивающей электронной микроскопии, а также с помощью молекулярно-динамического моделирования с использованием современного ACE-потенциала для углерода (потенциал атомного кластерного разложения), специально “натренированного” на данных прецизионных DFT-расчетов выявило уникальную микроструктуру с механическими характеристиками, превосходящими тетраэдрический аморфный углерод. Работа опубликована в журнале Diamond and Related Materials.

Состав полученного материала:
• Аморфная фаза с рекордным содержанием sp³-связей (85 ± 5)% и плотностью (3.05 ± 0.10) г/см³
• Узкие полосы (~10 нм) нанокристаллического алмаза
• Сохранившиеся молекулы C₆₀ в виде филаментов, вплетенных в аморфную матрицу

Механические характеристики:
• Модуль объемной упругости (568 ± 116) ГПа, сопоставимый с алмазом

Механизм трансформации (МД-моделирование с использованием ACE-потенциала):
При негидростатическом сжатии фуллерены C₆₀ коллапсируют при 29-32 ГПа (против 42-45 ГПа при гидростатическом сжатии). Формирование наноалмазных полос объясняется локальными тепловыми всплесками в зонах адиабатического сдвига. Симуляции отжига при 50 ГПа и 3750 К подтверждают механизм образования наноалмазов из sp³-богатой аморфной матрицы.

🌟 Результаты демонстрируют уникальную способность фуллеренов к формированию сверхтвердых sp³-богатых фаз при комнатной температуре и открывают новые пути синтеза алмазоподобных материалов. Негидростатические условия играют критическую роль в снижении порога фазового перехода.

📄 С публикацией можно ознакомиться по ссылке: https://doi.org/10.1016/j.diamond.2025.112776

#наука #фуллерены #алмаз #углеродРешает