Показать меню
14 май 22:43Общество

Российские ученые первыми изучили свойства жидкого углерода

Ученые из Объединенного института высоких температур РАН «расплавили» графит и впервые детально изучили свойства жидкой формы углерода. Результаты их замеров были опубликованы в журнале Physical Review Letters.

«Для нас стало неожиданностью, что измеренные температуры плавления графита оказались выше общепринятых более чем на тысячу градусов. Кроме того, мы обнаружили, что скорость звука в жидком углероде возрастает при уменьшении плотности. Результаты этих экспериментов помогут улучшить свойства искусственных алмазов и углеродных нанотрубок», – заявил Анатолий Рахель из ОИВТ РАН.

Почти все элементы и химические соединения, существующие во Вселенной, могут принимать четыре разных агрегатных формы материи – превращаться в твердое тело, жидкость, газ и плазму. Эти превращения, так называемые фазовые переходы, уже много столетий изучаются физиками, и пока ученые не могут уверенно сказать, что они полностью понимают все подобные процессы.

Российские ученые первыми изучили свойства жидкого углерода

 

К примеру, до сих пор физики до сих пор не могут точно объяснить то, почему некоторые элементы и соединения, такие как мышьяк, углекислота или чистый углерод, не обладают жидкой формой и напрямую превращаются в газ или в твердое тело при нагреве или охлаждении.

В теории, их можно заставить стать жидкостью, если сжать эти материалы до умеренных, в случае с СО2, или же очень высоких давлений, однако таких условий нет ни на Земле, ни на других планетах, за исключением их сверхплотных недр. По этой причине ученые до сих пор не имеют даже минимально точных представлений о том, при каких температурах и давлениях плавится углерод.

Физики и химики, как отмечает пресс-служба Российского научного фонда, уже несколько десятков лет активно пытаются «расплавить» алмазы или графит, получить жидкий углерод и изучить его свойства. Первую задачу японские ученые решили еще в 1997 году, пропустив мощнейший разряд электричества через углерод, однако в последующие годы ни они, ни другие физики не смогли измерить характеристики этой экзотической жидкости.

 

Рахель и его коллега Арсений Кондратьев первыми получили эти экспериментальные данные, используя остроумный прием. Они сконструировали графитовую пленку из идеально наложенных друг друга листов углерода и «упаковали» ее в особый прозрачный материал из сапфировых пластинок.

Этот «бутерброд» был собран таким образом, что его углеродная начинка расширялась только в одну сторону при пропускании через нее тока и резком нагреве. Это почти полностью исключало вероятность того, что внутри этой конструкции возникнут неоднородности, способные внести погрешность в измерения свойств жидкого углерода.

Сам процесс нагрева и плавления занимал примерно микросекунду, во время которой ученые пропускали лазерные импульс через «бутерброд», замеряя то, как поменялся объем расплавленного углерода, его плотность, температуру плавления, структуру и другие физические характеристики. Параллельно они изучали этот материал при помощи пирометров и других приборов.

Как оказалось, температура плавления и другие свойства жидкого углерода достаточно сильно расходились с тем, что ожидали увидеть физики, опираясь на результаты теоретических расчетов. Ученые предполагают, что некоторые из этих аномалий были связаны с тем, что атомы углерода начинают иначе соединяться друг с другом, подобно тому, как устроен алмаз и метан.

Загрузка...
Автор: Артем Иванов По материалам: hotgeo
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Введите два слова, показанных на изображении: *
Лента новостей
В Москве четвертый день подряд пытаются сорвать ЛГБТ-кинофестиваль19:56Губернатор Пензенской области предложил создавать доступную среду для жизнедеятельности инвалидов19:54Илон Маск в 2018 году стал самым высокооплачиваемым из глав компаний США19:09Патриарх Кирилл: РПЦ строит по три храма в сутки19:07В ВОЗ игроманию и переутомление признали психическими расстройствами19:06Фонд святой Екатерины восстановил газон после протестов в сквере у Театра драмы19:01Правозащитники сообщили о гибели заключенного после пыток в СИЗО в Ярославской области18:59Шнуров ответил на высказывание патриарха Кирилла про строительство трех храмов в сутки18:56Эксперты устроили обзор наушников OnePlus Bullets Wireless 218:21Dimitri Vegas and Like Mike — Best Friend's Ass, новый клип17:56Тимати публично извинился перед покойным Децлом17:49«Урал» финиширует на десятой строчке в турнирной таблице Чемпионата России17:00Коломойский призвал Зеленского взять пример с Греции и объявить дефолт по внешним долгам16:59Игромания и переутомление официально признаны психическими расстройствами16:42Министра образования Аджарии уволили из-за российских флагов на фестивале в Батуми16:35Россия отреагировала на угрозы "гамбургскими санкциями"16:28