В Китае создали алмазный композитный материал, хорошо проводящий ток

МОСКВА, 19 февраля. /ТАСС/. Китайские материаловеды разработали новый композитный материал, который сочетает в себе высокую твердость алмаза и электропроводность графита, графена и других углеродных материалов. Подобные композиты найдут применение в большом числе областей, где требуется высокая прочность и электропроводность, пишут исследователи в статье, опубликованной в научном журнале PNAS.

«Создание материалов, обладающих высокой механической прочностью и при этом способных хорошо проводить электрический ток, всегда было одной из главных целей материаловедения. Нам удалось решить эту задачу — мы использовали наноалмазы в качестве исходного сырья для производства композитов на базе алмазов и графена при умеренных температурах и давлениях», — говорится в публикации.

Это открытие было совершено группой материаловедов под руководством профессора Университета Чжэнчжоу (Китай) Шаня Чуньсиня при попытках создать материал, в котором атомы углероды формировали бы два разных типа связей, которые химики называют sp2 и sp3-сетями. Первый тип связей характерен для графита, графена и прочих электропроводных форм углерода, а второй обуславливает высокую прочность алмаза и похожих на него форм углерода.

В прошлом химикам уже удавалось создавать небольшие фрагменты углеродных материалов с подобными «гибридными» сетями химических связей, однако все эти разработки не были пригодны к промышленному применению из-за невозможности производить большие количества подобных веществ. Профессор Шань Чуньсинь выяснил, что эти проблемы можно обойти, если использовать в качестве основы для таких материалов наноалмазы диаметром в 5,8 нанометра.

Сжатие этих драгоценных камней при температуре в 1 300 — 1 500 градусов Цельсия до давления в 118 тыс. атмосфер приводит к образованию композитного материала, похожего по цвету и форме на уголь. Это вещество, получившее название «диафен», сопоставимо с алмазами и нитридом бора по уровню твердости, и при этом оно проводит электричество примерно так же хорошо, как чистый графит или графен.

Последующие опыты профессора Шаня Чуньсиня показали, что созданный ими подход позволяет получать достаточно крупные фрагменты диафена, обладающие длиной более чем в сантиметр, которые при этом способны переносить нагрев до температур порядка 700 градусов Цельсия. Это позволит применять диафен для производства различных деталей, способных проводить ток и переносить высокие механические нагрузки и температуры, подытожили ученые.