Китайские исследователи смесили сотни нанодаймонов в вакууме и раскрыли причину потери их твердости

Китайские исследователи раскрыли тайну «потери жёсткости» наноалмазов

*В ходе эксперимента выяснилось, почему алмазы в размерах от 4 до 12 нм (в сотни раз меньше вируса) становятся менее упругими и легче сжимаются.*

Что было сделано

- Эксперимент
- 100 наноалмазов зажимали между двумя цилиндрами, каждый из которых имел алмазный наконечник.
- Система была подключена к датчику силы и микроскопу для измерения сопротивления сжатию.
- Работы проводились в вакууме, чтобы исключить влияние внешних факторов.

- Моделирование
- Полученные данные сопоставили с компьютерными моделями атомного строения кристаллов.

Ключевой вывод

- При уменьшении размера доля атомов, находящихся на поверхности (оболочке), растёт.
- Связи между оболочкой и сердцевиной в наноалмазах оказываются слабее, чем в больших камнях.
- Поэтому маленькие кристаллы легче сжимаются: их сопротивление падает примерно на 30 % по сравнению с крупными алмазами.

Почему это важно

- Наноматериалы – ключевой компонент будущих технологий: квантовые компьютеры, сверхбыстрые датчики и защищённые коммуникации.
- Доступность: искусственные наноалмазы сегодня стоят значительно дешевле, что открывает новые возможности для их применения.

> «Алмазы привычного размера известны своей исключительной жёсткостью, но в наномасштабе всё меняется», – отмечает руководитель исследования Чунсинь Шань из Чжэнчжоуского университета.
> «Мы смогли показать, что именно атомная структура поверхности отвечает за снижение упругости».

Итог: Чем меньше наноалмаз, тем более выражена роль поверхностных атомов и слабее их связи с сердцевиной, что приводит к заметному снижению жёсткости. Это открытие поможет оптимизировать использование наноалмазов в высокотехнологичных устройствах.