Zo ziet het er ongeveer uit: diamantachtige bindingen (rood) gecombineerd met grafietachtige (zwart) (afb:Timothy Strobel
Koolstof is een opmerkelijk element, dat in staat is allerlei bindingen aan te gaan. Zo zijn er welhaast oneindig veel organische verbindingen, verbindingen waarbij koolstof het hoofdbestanddeel vormt, maar ook als koolstof alleen opereert kent dit element diverse verschijningsvormen. Zo kennen we het keiharde diamant, maar ook het zachte grafiet. Grafeen en fullerenen zijn relatief nieuwe (nieuw ontdekte) vormen van koolstof en lijkt het er op of aan dat rijtje een nieuw lid kan worden toegevoegd: die vorm is uiterst sterk, licht, maar ook elastisch en elektrisch geleidend. Die biedt uitzicht op een breed spectrum aan toepassingen, al zal de prijs van de ‘glaskoolstof’ niet mild zijn..
De onderzoekers van, onder meer, de Yan shanuniversiteit (China) verhitten en comprimeerden een qua structuur wanordelijke vorm van koolstof, die glasachtig koolstof wordt genoemd tot 250 000 atmosfeer en 1000°C. Het resultaat was het sterke en elastische materiaal. Dat was al eerder geprobeerd, zowel bij kamertemperatuur als bij hoge temperaturen, maar het resulterende materiaal bij kamertemperatuur behield zijn eigenschappen niet als de druk weer atmosferisch werd en als het glasachtige koolstof bij hoge temperaturen werd samengedrukt dan ontstond er diamant (zoals te doen gebruikelijk).
Wanordelijk
De nieuwe vorm met de opmerkelijke eigenschappen ontstaat als de glasachtige koolstof zowel grafietachtige als diamantachtige bindingen heeft. Onder de hoge druk worden de wanordelijke lagen in het glasachtige materiaal samengeperst en gedwongen tot verschillende bindingen. Het resultaat is een structuur zonder al te veel regelmaat in de grotere dimensies, maar wel op nanometerschaal.
“Lichte en heel sterke materialen die elastisch zijn zoals dit zijn uitermate geschikt voor toepassingen waar gewichtsbesparing belangrijk is, belangrijker dan de prijs”, zegt onderzoeker Zhisheng Zhao van de Yan shan-universiteit. “Wij denken dat deze synthese geschikt is om ook andere buitengewone vormen van koolstof te maken.”
Bron: EurekAlert