Ученые прояснили механизм превращения нанотрубок в наноалмазы
Физикам удалось прояснить механизм превращения нанотрубок в наноалмазы. Статья исследователей показалась в издании Physical Review B, а ее краткое изложение приводит Physical Review Focus.
Ранее исследователям уже было как мы знаем, что под действием плазмы в многостеночных нанотрубках (другими словами нанотрубках, «свернутых» из нескольких слоев графита) формируются алмазные вкрапления. Механизм этого процесса, но, оставался во многом неясным. В рамках нового изучения ученые применяли компьютерное моделирование, дабы прояснить сущность данного процесса.
Для этого они численно решали уравнения, обрисовывающие квантовое состояние атомов углерода, организованных в нанотрубку.
В следствии им удалось установить, что для произвольной хиральности (ориентации гексагональных ячеек углеродного страницы относительно оси нанотрубки) одностеночных компонент многостеночной нанотрубки в них существуют регионы, где атомы углерода смогут вырабатывать кубические ячейки простого бриллианта либо гексагональные ячейки лонсдейлита. Последний именуют еще гексагональным бриллиантом и находят в упавших на Землю метеоритах.
Ученым удалось кроме этого установить, что конфигурация атомов углерода в виде нанотрубки с алмазными вкраплениями имеет потенциальную энергию выше, чем конфигурация в виде простой многостеночной нанотрубки. Это, например, разрешает растолковать роль плазмы в формировании наноалмазов – она снабжает приток энергии, нужный для создания более энергоемкой конфигурации.
Многостеночная нанотрубка в разрезе. Различными цветами отмечены различные одностеночные компоненты. Вверху прекрасно виден лонсдейлитовый регион. Иллюстрация авторов изучения
По словам исследователей, подобные наноалмазы смогут применяеться при построении наномеханизмов. Наряду с этим, но, до практического их применения еще весьма на большом растоянии. Дело в том, что исследователи пока не могут осуществлять контроль хиральность нанотрубок, которая определяет места формирования и типы приобретаемых алмазных вкраплений.
Совсем сравнительно не так давно ученым удалось доказать, что самым жёстким материалом есть особым образом обработанный лонсдейлит. Открытие кроме этого стало результатом компьютерного моделирования, потому, что практическое получение этого материала до сих пор есть сверхсложной задачей. Согласно расчетам исследователей, обработанный пример лонсдейлита обязан ломаться при давлении 152 гигапаскаля (бриллианты разрушаются при давлении в 97 гигапаскалей).