นักวิทยาศาสตร์สังเคราะห์วัสดุแข็งที่มีความหนาแน่นพลังงานสูงได้เทียบเท่ากับเพชร

ทีมงานระดับนานาชาติที่นำโดยศูนย์วิทยาศาสตร์สภาวะสุดขีดแห่งมหาวิทยาลัยเอดินบะระได้สังเคราะห์สารตั้งต้นของคาร์บอนและไนโตรเจนเพื่อสร้างเหล็กคาร์บอนไนไตรด์ ซึ่งมีความแข็งมากกว่าเหล็กนิกเกิลคิวบิกโบรอนที่มีอยู่ ซึ่งเป็นอันดับสองรองจากเพชรที่มีความแข็ง

นักวิทยาศาสตร์ตระหนักถึงศักยภาพของเหล็กคาร์บอนไนไตรด์ตั้งแต่ต้นทศวรรษ 1980 และพบว่ามันมีคุณสมบัติที่ดีเยี่ยมมากมาย เช่น ทนความร้อนสูง แต่การสร้างวัสดุเหล่านี้เป็นอีกเรื่องหนึ่ง และจนถึงขณะนี้ ยังไม่มีการศึกษาเกี่ยวกับการสังเคราะห์ที่ประสบความสำเร็จมากนัก

นักวิทยาศาสตร์ประสบความสำเร็จโดยการวางสารตั้งต้นของคาร์บอน-ไนโตรเจนในรูปแบบต่างๆ ภายใต้ความกดดันที่ 70-135 กิกะปาสคาล (เทียบเท่ากับความดันบรรยากาศหนึ่งล้านเท่า) ในขณะที่ให้ความร้อนถึง 1,500 องศา (2,732 องศา F)

 

การวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่าสารประกอบคาร์บอนไนไตรด์ที่สังเคราะห์ขึ้นสามชนิดมีโครงสร้างที่จำเป็นสำหรับวัสดุที่มีความแข็งยิ่งยวดที่ทะลุทะลวง และนักวิทยาศาสตร์รู้สึกประหลาดใจอย่างยิ่งที่พบว่าสารประกอบทั้งสามยังคงรักษาคุณสมบัติที่แข็งยิ่งยวดไว้ได้หลังจากเย็นลงและกลับคืนสู่ความดันบรรยากาศ

ทีมงานเชื่อว่าความก้าวหน้าครั้งนี้จะปูทางไปสู่การใช้งานต่างๆ รวมถึงการเคลือบป้องกันสำหรับยานพาหนะและยานอวกาศ เครื่องมือตัดอันทรงพลัง และเครื่องตรวจจับแสง