Китайські дослідники змішали сотні нанодаймонів у вакуумі і розкрили причину втрати їх жорсткості

Китайські дослідники розкрили таємницю «втрата жорсткості» нанодіамантів

*Під час експерименту з’ясовано, чому діаманти розміром від 4 до 12 нм (на сотні рази менші вірусу) стають менш еластичними та легше стискаються.*

Що було зроблено
- Експеримент

- 100 нанодіамантів тримали між двома циліндрами, кожен з яких мав діамантовий наконечник.

- Система підключена до датчика сили та мікроскопу для вимірювання опору стискаванню.

- Роботи проводилися у вакуумі, щоб виключити вплив зовнішніх факторів.

- Моделювання

- Отримані дані зіставлені з комп’ютерними моделями атомної структури кристалів.

Ключовий висновок
- При зменшенні розміру частка атомів, що знаходяться на поверхні (оболонці), зростає.

- Зв’язки між оболонкою та ядром у нанодіамантах виявляються слабшими, ніж у великих каменях.

- Тому маленькі кристали легше стискаються: їх опір падає приблизно на 30 % порівняно з великими діамантами.

Чому це важливо
- Наноматеріали – ключовий компонент майбутніх технологій: квантові комп’ютери, надшвидкі датчики та захищені комунікації.

- Доступність: штучні нанодіаманти сьогодні коштують значно дешевше, що відкриває нові можливості для їх застосування.

> «Діаманти звичайного розміру відомі своєю винятковою жорсткістю, але в наномасштабу все змінюється», – зазначає керівник дослідження Чунсинь Шань з університету Чжэнчжоу.

> «Ми змогли показати, що саме атомна структура поверхні відповідає за зниження еластичності».

Висновок: чим менший нанодіамант, тим більш виражена роль поверхневих атомів і слабші їх зв’язки з ядром, що призводить до помітного зниження жорсткості. Це відкриття допоможе оптимізувати використання нанодіаманту в високотехнологічних пристроях.