Vergelijkbaar met diamant synthetiseren wetenschappers hard materiaal met een hoge energiedichtheid

Een internationaal team onder leiding van het Centre for Extreme Condition Science van de Universiteit van Edinburgh synthetiseerde koolstof- en stikstofvoorlopers om carbonitride-ijzer te creëren, dat taaier is dan het bestaande kubieke boornikkel-ijzer, dat qua hardheid de tweede is na diamant.

Wetenschappers hebben het potentieel van carbonitride-ijzer al in de jaren tachtig onderkend en ontdekten dat het veel uitstekende eigenschappen heeft, zoals een hoge hittebestendigheid, maar het maken van deze materialen is een andere zaak, en tot nu toe zijn er niet veel succesvolle onderzoeken naar de synthese geweest.

De wetenschappers bereikten deze prestatie door verschillende vormen van koolstof-stikstofvoorlopers onder een druk van 70-135 gigapascal (equivalent aan een miljoen keer de atmosferische druk) te plaatsen en ze te verwarmen tot 1500 graden (2732 graden F).

 

Uit de analyse bleek dat drie gesynthetiseerde koolstofnitrideverbindingen de structuur hadden die nodig was voor een baanbrekend superhard materiaal, en de wetenschappers waren aangenaam verrast toen ze ontdekten dat de drie verbindingen hun superharde eigenschappen behielden na afkoeling en terugkeer naar omgevingsdruk.

Het team gelooft dat de doorbraak de weg vrijmaakt voor toepassingen als beschermende coatings voor voertuigen en ruimtevaartuigen, krachtige snijgereedschappen en fotodetectoren.