Интернациональная команда исследователей из Гонконга, Сингапура, Кореи и Соединенных Штатов показала, что наноразмерные одно-прозрачные и поликристаллические алмазные иглы (на 300 нм) имели возможность согнуть и простираться на целых 9% без ломки, после этого возвратитесь к их уникальной конфигурации. Результаты команды, изданные в издании Science, имели возможность открыть дверь во множество основанных на бриллианте устройств для заявлений, таких как чувство, хранение данных, приведение в воздействие, биологически совместимое в естественных условиях отображение, доставка и оптоэлектроника лекарственных средств.Это изображение растрового электронного микроскопа показывает сверхтонкие алмазные иглы (формы конуса, увеличивающиеся с основания) быть спешившимся алмазным наконечником (чёрная форма в вершине).
Эти изображения говорят о том, что алмазные иглы смогут согнуть целых 9% и все еще возвратиться к их уникальной форме. Кредит изображения: Banerjee и др.“У простого бриллианта в оптовой форме имеется предел существенно ниже 1%-го протяжения.
Было весьма страно видеть количество упругой деформации, которую имел возможность выдержать наноразмерный бриллиант”, сообщили соавтор врач Даниэл Бернулли, постдокторский исследователь в Отделе Разработки и Материаловедения в MIT.“Мы развивали неповторимый наномеханический подход, дабы совершенно верно руководить и выяснить количество ультрабольшого упругого напряжения, распределенного в наноалмазных примерах”, сообщили создатель co-лидерства врач Янг Лу, исследователь с Муниципальным университетом Гонконга.
“Помещение прозрачных материалов таковой столь алмазный под ультрабольшими упругими напряжениями, как происходит, в то время, когда эти части сгибают, может поменять их механические особенности, и тепловые, оптические, магнитные, электрические, электронные особенности, и химической реакции большими методами, и имело возможность употребляться, дабы проектировать материалы для определенных заявлений через ‘упругую разработку напряжения’”, сообщили ученые.Они измерили изгиб алмазных игл, каковые были выращены при помощи химического процесса смещения пара и после этого запечатлены к их последней форме, замечая их в растровом электронном микроскопе, надавливая на иглы со стандартным наконечником бриллианта наноиндентера (по существу угол куба).По окончании экспериментальных тестов, применяя эту совокупность, исследователи сделали много подробных моделирований, дабы трактовать результаты и смогли выяснить совершенно верно, сколько напряжения и напрягаются, алмазные иглы имели возможность приспособить без ломки.
Они кроме этого развивали компьютерную модель нелинейной упругой деформации для фактической геометрии алмазной иглы и нашли, что большое растяжимое напряжение наноразмерного бриллианта составляло целых 9%.Компьютерная модель кроме этого предсказала, что соответствующее большое местное напряжение было близко к известному совершенному пределу прочности бриллианта.В то время, когда вся алмазная игла была сделана из одного кристалла, неудача случилась в растяжимом напряжении целых 9%.До тех пор пока данный критический уровень не был достигнут, деформация могла быть всецело всецело поменяна, если бы от изучения отреклись от иглы, и экземпляр был разгружен.
В случае если маленькая игла была сделана из многих зерен бриллианта, авторы изучения продемонстрировали, что они имели возможность все еще достигнуть необычно громадных напряжений. Но большое напряжение, достигнутое поликристаллической алмазной иглой, было меньше, чем добрая половина той из единственной прозрачной алмазной иглы.
“Отечественные результаты были так необычны, что мы должны были руководить опытами опять при разных условиях лишь, дабы подтвердить их”, сообщили создатель co-лидерства доктор наук Сабра Суреш, президент Наньянского технологического университета, Сингапур.“Мы кроме этого выполнили подробные компьютерные моделирования фактических экземпляров и сгибающиеся опыты, дабы измерить и выяснить большое напряжение и растяжимое напряжение, которому алмазные наноиглы имели возможность противостоять перед ломкой”.“Эта работа кроме этого демонстрирует, что то, что в большинстве случаев не вероятно в макроскопических и микроскопических весах, может случиться в наноразмерном, где целый экземпляр складывается из лишь десятков либо сотен атомов, и где поверхность к отношению количества громадная”.“По окончании двух лет тщательных повторений между экспериментами и моделированиями в настоящем времени, мы сейчас знаем, что деформированная форма склонности, наноразмерная игла – ключ в определении его большого растяжимого достигнутого напряжения”, сообщил создатель co-лидерства врач Мин Дао, от Разработки и Отдела Материаловедения в MIT.
“Деформация изгиба, которой руководят, кроме этого разрешает непрерывные изменения и точный контроль большого напряжения в наноигле ниже ее предела перелома”.