Алмазы, известные своей исключительной твердостью, на наноуровне могут становиться заметно более мягкими и эластичными. К такому выводу пришли ученые из Китая. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review X (PhRevX).
Команда под руководством исследователей из Чжэнчжоуского университета изучила поведение алмазов размером около четырех нанометров — это в сотни раз меньше некоторых вирусов. В ходе экспериментов ученые сжимали наноалмазы между специальными алмазными наконечниками и измеряли их сопротивление деформации.
Оказалось, что при уменьшении размера частиц с 12 до четырех нанометров их жесткость снижается примерно на 30%. Иными словами, такие алмазы становятся более гибкими, чем их крупные аналоги.
Чтобы подтвердить результат, исследователи провели серию экспериментов примерно со 100 образцами, используя высоковакуумные условия для исключения внешних помех. Дополнительно они применили компьютерное моделирование, чтобы понять природу обнаруженного эффекта.
Как объясняют ученые, ключевую роль играет изменение структуры материала на наноуровне. В очень маленьких алмазах значительно возрастает доля атомов на поверхности по сравнению с внутренним «ядром». При этом связи между поверхностным слоем и ядром оказываются слабее, чем внутри крупных кристаллов, что и делает материал более эластичным.
По словам Яна Лу из Городского университет Гонконга, результаты важны для развития новых технологий. Наноалмазы рассматриваются как перспективный материал для электроники и квантовых устройств, а снижение их стоимости делает такие разработки все более доступными.
Ранее ученые обнаружили необычный источник ключевого элемента для аккумуляторов.
