नए अल्ट्राहार्ड डायमंड ग्लास का संश्लेषण

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नए अल्ट्राहार्ड डायमंड ग्लास का संश्लेषण

फुलरिन C60 को हीरे के गिलास में बदलने के लिए शोधकर्ता एक बहु-लिफाफा प्रेस का उपयोग करते हैं, जो उच्च दबाव वाले उपकरण में ग्रेफाइट को हीरे में बदलने की प्रक्रिया के समान है। क्रेडिट: यिंगवेई फी।

कार्नेगी के यिंगवेई फी और लिन वांग एक अंतरराष्ट्रीय शोध दल का हिस्सा थे जिसने उपकरणों और इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए संभावित व्यावहारिक अनुप्रयोगों के धन के साथ कार्बन ग्लास के एक नए अल्ट्राहार्ड रूप को संश्लेषित किया। यह सभी ग्लास सामग्री की उच्चतम तापीय चालकता वाला सबसे कठोर ज्ञात ग्लास है। उनके निष्कर्षों में प्रकाशित हैं प्रकृति.


जब सामग्री के गुणों को समझने की बात आती है तो कार्य प्रपत्र का अनुसरण करता है। इसके अणु रासायनिक रूप से एक-दूसरे से कैसे बंधे होते हैं, और उनकी परिणामी संरचनात्मक व्यवस्था, सामग्री के भौतिक गुणों को निर्धारित करती है – दोनों को नग्न आंखों से देखा जा सकता है और जिसे केवल वैज्ञानिक जांच द्वारा ही प्रकट किया जा सकता है।

कार्बन स्थिर संरचनाओं को बनाने की अपनी क्षमता में अद्वितीय है – अकेले और अन्य तत्वों के साथ संयोजन में। दोहरावदार क्रिस्टलीय जाली के साथ, कार्बन के कुछ रूप अत्यधिक विनियमित होते हैं। दूसरा अधिक गन्दा है, जिसे गुणवत्ता अनाकार कहा जाता है।

कार्बन-आधारित सामग्री को एक साथ रखने वाले बंधन का प्रकार इसकी कठोरता को निर्धारित करता है। उदाहरण के लिए, नरम ग्रेफाइट में द्वि-आयामी बंधन होते हैं और कठोर हीरे में त्रि-आयामी बंधन होते हैं।

“तीन आयामी बांडों के साथ अनाकार कार्बन सामग्री का संश्लेषण एक दीर्घकालिक लक्ष्य है,” फेय ने समझाया। “चाल दबाव के उपयोग के साथ बदलाव के लिए सही प्रारंभिक सामग्री खोजने की है।”

कार्नेगी अर्थ एंड प्लैनेट्स लेबोरेटरी के निदेशक रिचर्ड कार्लसन ने कहा: “दशकों से, कार्नेगी शोधकर्ता इस क्षेत्र में सबसे आगे रहे हैं, प्रयोगशाला तकनीकों का उपयोग करके नवीन सामग्री का उत्पादन करने या ग्रहों के अंदर गहराई से देखी गई स्थितियों की नकल करने के लिए।”

इसके अत्यंत उच्च गलनांक के कारण, हीरे जैसे कांच को संश्लेषित करने के लिए प्रारंभिक बिंदु के रूप में हीरे का उपयोग करना असंभव है। हालांकि, जिलिन विश्वविद्यालय के बिंगबिंग लियू और मिंगगुआंग याओ के नेतृत्व में एक शोध दल – एक पूर्व कार्नेगी विज़िटिंग विद्वान – एक खोखले गेंद बनाने के लिए व्यवस्थित 60 परमाणुओं से बना कार्बन के एक रूप का उपयोग करने में सफल रहा। अनौपचारिक रूप से बकीबॉल कहा जाता है, इस नोबेल पुरस्कार विजेता सामग्री को दबाव में कार्बन को क्रिस्टलीय हीरे में बदलने से पहले अव्यवस्था को प्रेरित करने के लिए इसकी सॉकर-बॉल जैसी संरचना को तोड़ने के लिए पर्याप्त गरम किया गया था।

टीम ने हीरे जैसे कांच को संश्लेषित करने के लिए बड़ी मात्रा में बहु-लिफाफा प्रेस का इस्तेमाल किया। लक्षण वर्णन के लिए कांच काफी बड़ा है। परमाणु संरचना की जांच के लिए विभिन्न उन्नत, उच्च-रिज़ॉल्यूशन तकनीकों का उपयोग करके इसके गुणों की पुष्टि की गई।

“इस तरह के बेहतर गुणों के साथ ग्लास डिजाइन नए अनुप्रयोगों के लिए द्वार खोलेगा,” फेय ने समझाया। “नई ग्लास सामग्री के उपयोग ने बड़े टुकड़े बनाना जारी रखा है, जिसने अतीत में एक चुनौती पेश की है। अपेक्षाकृत कम तापमान जिस पर हम इस नए अल्ट्राहार्ड डायमंड ग्लास को संश्लेषित करने में सक्षम थे, बड़े पैमाने पर उत्पादन को और अधिक व्यावहारिक बनाते हैं।”


नव-संश्लेषित AM-III कार्बन अब तक का सबसे कठोर और मजबूत अनाकार सामग्री है


और जानकारी:
बिंगबिंग लियू, टूटी फुलरीन से अल्ट्राहार्ड थोक अनाकार कार्बन, प्रकृति (2021)। डीओआई: 10.1038 / एस41586-021-03882-9

विज्ञान के लिए कार्नेगी संस्थान द्वारा प्रदान किया गया

उल्लेख: न्यू अल्ट्राहार्ड डायमंड ग्लास सिंथेसाइज्ड (2021, 24 नवंबर) 24 नवंबर, 2021 को https://phys.org/news/2021-11-ultrahard-diamond-glass.html से लिया गया।

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