Bỏ qua Lệnh Ruy-băng Bỏ qua nội dung chính
 

Diễn đàn Khoảng không vũ trụ vì tri thức tiện ích và nhân loại – viễn cảnh tương lai.

 
​Xác định các tính chất của một dạng kim cương mới   24-12-2017
Mô hình đơn giản dùng để tính độ đàn hồi của kim cương thủy tinh tổng hợp mới

diamond.jpg 
 

Đầu năm nay, viên kim cương vô định hình lần đầu tiên được tổng hợp sử dụng một kỹ thuật liên quan đến áp suất cao, nhiệt độ cao vừa phải và một lượng nhỏ cacbon thủy tinh làm vật liệu ban đầu. Một nhóm nghiên cứu đến từ Đại học Clemson đã tính toán thành công một số tính chất cơ bản của chất mới này, bao gồm các hằng số đàn hồi và các số liệu liên quan.

Kim cương là một dạng cacbon tinh khiết, trong đó các nguyên tử được sắp xếp theo mạng tinh thể, với mỗi nguyên tử cacbon được bao quanh bởi bốn nguyên tử cacbon khác ở các góc của tứ diện. Liên kết cacbon-cacbon trong kim cương được gọi là liên kết sp3. Sự sắp xếp trật tự các cấu trúc tứ diện lặp đi lặp lại ở khoảng cách dài trong một tinh thể kim cương tạo ra một vật liệu cứng có độ ổn định nhiệt độ cao. Kim cương là một loại đá quý có giá trị và là vật liệu có nhiều ứng dụng công nghệ.

Trái lại, cacbon vô định hình có nhiều phần cacbon liên kết sp3 trong một ma trận rối loạn hoặc vô định hình. Cấu trúc vô định hình này tạo ra các tính chất cơ học rất mong muốn. Lượng liên kết sp3 trong cacbon vô định hình không cao như trong kim cương nguyên chất. Một phần nhỏ các liên kết cacbon-cacbon là loại sp2, được tìm thấy trong các dạng cacbon khác như graphite.

Silicon và gecmani vô định hình liên kết Sp3 đã được biết đến trong nhiều năm qua và được sử dụng rộng rãi trong quang điện, cảm biến màng mỏng và bóng bán dẫn và các ứng dụng công nghệ cao khác. Do đó, việc tìm ra cách tạo ra kim cương vô định hình mà vẫn giữ được một tỷ lệ lớn các liên kết sp3 rất được quan tâm. Tuy công trình nghiên cứu được báo cáo hồi đầu năm nay làm được điều đó, nhưng chưa có nhiều mẫu để sử dụng cho thử nghiệm. Các xét nghiệm sơ bộ đã chỉ ra rằng những viên kim cương vô định hình này khá dày, trong suốt về mặt quang học và chắc chắn.

Nhóm nghiên cứu gồm Arthur và John Ballato đã tìm hiểu khoảng trống kiến ​​thức này để tính toán một số tính chất vật lý chưa được kiểm định cho dạng kim cương mới này. Ballato cho biết: "Chúng tôi sử dụng phương pháp mô phỏng mà theo đó, một người có thể sử dụng các tính chất của kim cương tinh thể để suy ra các tính chất của kim cương thủy tinh. "Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã suy ra các tính chất đàn hồi của dạng kim cương mới này từ các tính chất đo được của kim cương tinh thể."

Quy trình họ sử dụng gồm một mô hình máy tính của một tinh thể được đồng nhất để tạo ra phiên bản vô định hình của một chất. Mô hình tinh thể sử dụng vật lý đơn giản, cổ điển và mô tả các liên kết cacbon-cacbon ở dạng lò xo. Phương pháp đồng nhất được sử dụng gọi là kỹ thuật Voigt-Reuss-Hill (kỹ thuật VRH).

Sử dụng phương pháp này, Ballatos đã tính toán được một số tính chất quan trọng, bao gồm môđun của Young, tỷ số Poisson và các hằng số đàn hồi khác cho chất. Họ sử dụng phương pháp đồng nhất VRH trong các nghiên cứu trước đây để nghiên cứu sapphire thủy tinh và các vật liệu được quan tâm sử dụng trong laser công suất cao. Phương pháp VRH đơn giản hơn và dễ dàng hơn so với các phương pháp cơ lượng tử phức tập hiện có, nhưng các tính chất được tính toán trong công trình nghiên cứu này có thể là nền tảng, cho cả mô hình phức tạp nhưng đắt tiền lẫn các phép đo thực nghiệm trong tương lai.

Thanh Vân (Eurekalert) 

In nội dung
Các tin đã đăng ngày
Chọn một ngày từ lịch.
 

THÔNG BÁO

 
 

Thủ tục hành chính

 
 

Hình ảnh hoạt động

 
Video clip
  • Ứng dụng công nghệ đèn LED trong sản xuất đạt hiệu quả cao
  • Đoàn xúc tiến đầu tư tại Đài Loan làm việc với Công ty Công nghệ sinh học Vạn Bảo Lộc
  • Đồng Nai là tỉnh đầu tiên được đo hàm lượng vàng
  • Công bố chỉ dẫn địa lý cho chôm chôm Long Khánh
  • Hội thảo nhân rộng mô hình ứng dụng công nghệ cao trong sản xuất nông nghiệp
  • Hội nghị cán bộ công chức và triển khai nhiệm vụ khoa học và công nghệ năm 2015
  • Vũ điệu đen tối "đồng hồ xăng" phần 2
  • Vũ điệu đen tối "đồng hồ xăng" phần 1
  • Nhiều trạm xăng dầu sử dụng công nghệ cao gắn chíp qua mắt người tiêu dùng và các cơ quan chức năng
  • Ký kết thỏa thuận hợp tác với trường Đại học Okayama (Nhật Bản)

  • Hình ảnh liên kết
    Liên kết website trong tỉnh
    Liên kết website các tỉnh
    Lượt truy cập