Растягивание алмаза

27.01.2021

Утверждение, что алмаз является не самым эластичным материалом на свете - это явное преуменьшение. В то время, как коэффициент растяжения самых эластичных материалов может составлять сотни процентов, эта величина у алмаза, самого твердого материала в мире, не превышает 0.4 процента. Однако, группе ученых из Гонконга удалось найти способ растянуть наноразмерные алмазы на такую величину, что это в корне меняет их электронные и оптические свойства. Это же, в свою очередь, может послужить первым шагом в мир новых "алмазных" устройств и приборов.

Исследователи из Городского университета Гонконга (City University of Hong Kong) обнаружили в свое время, что в наноразмерных масштабах алмаз имеет более высокую эластичность, чем в обычном виде этого материала. И первые эксперименты, проведенные еще несколько лет назад, послужили экспериментальным подтверждением, наноразмерные алмазные "иглы" выдержали воздействие, вызвавшее упругую деформацию в целых 9 процентов.

В недавних исследованиях ученые сделали еще один шаг вперед, они изготовили алмазные заготовки, чем-то напоминающие формой форму моста длиной 1000 нанометров и шириной 300 нанометров. Далее, при помощи специальной установки, принцип действия которой продемонстрирован на втором из приведенных здесь снимков, алмазный "мост" подвергался воздействию, которое вызывало упругую деформацию растяжения алмаза. Ученые отметили, что при деформации алмаза до 7,5 процентов кристалл возвращается полностью к оригинальной форме и размерам после того, как воздействие снимается.

В дальнейшем ученые оптимизировали форму алмазных объектов и получили еще больший коэффициент допустимой деформации алмаза, который составил 9.7 процента и который уже очень близок к теоретическому пределу эластичности этого материала.

Эксперименты по растягиванию алмаза проводились учеными не ради праздного интереса. Давно известно, что деформации, вызываемые механическими воздействиями, кардинально меняют некоторые свойства различных материалов. И алмаз не является исключением из этого, при деформации происходят изменения целого ряда электронных и оптических свойств этого материала.

Изменения свойств при деформации могут сделать алмаз полезным материалом для некоторых электронных и оптических устройств. Сужение запрещенной зоны при 9-процентной деформации, как показали результаты проведенного моделирование, позволяет электрону, "перепрыгнувшему" через барьер перехода, сохранить достаточно энергии для излучения фотона света, что можно использовать для увеличения эффективности некоторых оптико-электронных устройств.

<< Назад: Микроконтронтроллерная плата Raspberry Pi Pico 28.01.2021

>> Вперед: Биологическая магниторецепция 27.01.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Парковка и чистый воздух 19.07.2011 Автомобили, ровно припаркованные вдоль обочины, защищают прохожих от автомобильных выхлопов. К такому выводу пришли сотрудники Тринити-колледжа в Дублине (Ирландия), изучавшие воздушные потоки на улицах города. На улице с двусторонним движением и стоящими параллельно тротуару машинами прохожие вдыхают на треть меньше выхлопов, чем на такой же улице со столь же интенсивным автомобильным движением, но без стоящих машин. Они образуют как бы стену, задерживающую распространение загрязнений. А вот парковка под углом действует совершенно наоборот: когда ветер дует вдоль такой улицы, прохожие на тротуаре получают почти в четыре раза больше вредных веществ, чем на улице без припаркованных автомобилей.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025