Gå direkt till innehåll
Till vänster (a) är det nya diamantmaterialet med glasstruktur, till höger (b) en typisk diamantkristall syntetiserad av grafit under tryck. Den gulgröna färgen hos diamantkristallen kommer sig av att den är förorenad av kväveatomer. Foto: Mingguang
Till vänster (a) är det nya diamantmaterialet med glasstruktur, till höger (b) en typisk diamantkristall syntetiserad av grafit under tryck. Den gulgröna färgen hos diamantkristallen kommer sig av att den är förorenad av kväveatomer. Foto: Mingguang

Pressmeddelande -

Forskare framställer nytt diamantmaterial med glas-struktur

En forskargrupp i kinesiska Changchun har i samarbete med professor emeritus Bertil Sundqvist vid Umeå universitet lyckats framställa ett diamantliknande glas av rent kol under mycket höga tryck och hög temperatur. Studien är publicerad i den ansedda vetenskapliga tidskriften Nature.

Det nya materialet har tillverkats av molekylärt kol i form av fullerenen C60 och är nästan lika hårt som vanlig kristallin diamant men saknar, liksom vanligt glas, en ordnad position hos ämnets atomer.

– Det transparenta, lätt gulaktiga glaset är till och med svårare att deformera än diamant och brister på samma sätt som glas i oregelbundna, vassa skärvor om det krossas, säger Bertil Sundqvist, professor emeritus på Institutionen för fysik vid Umeå universitet, som medverkat i det Kina-baserade projektet.

Till skillnad från diamant, som är en isolator, är det nya glaset snarare en halvledare med ett så kallat bandgap som bara är hälften så stort. Eftersom bindningarna mellan kolatomerna är så starka har materialet också den högsta värmeledningsförmåga som uppmätts i ett glasmaterial.

Liknande material har tillverkats av andra forskare under de senaste 25 åren, men alltid i alltför små mängder för att materialets egenskaper ska kunna mätas noggrant. Med hjälp av en nykonstruerad högtrycksutrustning har den kinesiska gruppen nu lyckats tillverka provbitar med volymer upp till en kubikmillimeter genom att behandla fullerener vid ett tryck av 27 GPa (270 000 atmosfärer) och en temperatur nära 1 000 grader Celsius.

Tillverkningen är dock svår och känslig. Om temperatur eller tryck är för höga eller behandlingstiden för lång fås ”vanlig” diamant och om de är för låga fås mest grafit. Eftersom trycket som krävs vid syntesen är nästan fyra gånger så högt som vid diamantproduktion är materialet för ögonblicket mest av vetenskapligt intresse.

– Liknande hårda, glasliknande kolmaterial används redan i stor skala i form av mycket tunna filmer för att till exempel skydda ytan på hårddiskar. Dessa filmer består dock inte av rent kol utan innehåller också relativt stora mängder väteatomer, säger Bertil Sundqvist.

De två huvudförfattarna till artikeln, professor Mingguang Yao och professor Bingbing Liu, har båda tillbringat upprepade forskningsperioder vid Umeå universitet där de liksom i detta projekt arbetat tillsammans med professor emeritus Bertil Sundqvist. Professor Bingbing Liu är också hedersdoktor vid Umeå universitet.

Om den vetenskapliga artikeln

Shang, Y., Liu, Z., Dong, J. et al. Ultrahard bulk amorphous carbon from collapsed fullerene. Nature 599, 599–604 (2021). DOI 10.1038/s41586-021-03882-9.

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03882-9

Pressbilder

För mer information, kontakta gärna:

Bertil Sundqvist, professor emeritus på Institutionen för fysik vid Umeå universitet
Telefon: 090-786 74 88
E-post: bertil.sundqvist@umu.se

Ämnen

Taggar

Regioner


Umeå universitet
Umeå universitet
är ett av Sveriges största lärosäten med drygt 36 000 studenter och 4 000 anställda. Här finns en mångfald av utbildningar av hög kvalitet och världsledande forskning inom flera vetenskapsområden. Umeå universitet är också platsen för den banbrytande upptäckten av gensaxen CRISPR-Cas9 – en revolution inom gentekniken som tilldelats Nobelpriset i kemi.

Vid Umeå universitet är allt nära. Våra sammanhållna campus gör det lätt att mötas, samarbeta och utbyta kunskap, något som gynnar en dynamisk och öppen kultur där vi gläds åt varandras framgångar.

Presskontakt

Ingrid Söderbergh

Ingrid Söderbergh

Kommunikatör Teknisk-naturvetenskaplig fakultet 070-60 40 334

Relaterat material

Umeå universitet

Med omkring 36 000 studenter och 4 000 anställda är Umeå universitet ett av Sveriges största lärosäten. Här finns en mångfald av utbildningar och världsledande forskning inom flera vetenskapsområden. Umeå universitet är också platsen för den banbrytande upptäckten av gensaxen CRISPR-Cas9 – en revolution inom gentekniken som år 2020 tilldelades Nobelpriset i kemi.

Med drygt 50 år på nacken präglas Umeå universitet av såväl tradition och stabilitet som förändring och nytänkande. Här bedrivs utbildning och forskning på hög internationell nivå som bidrar till ny kunskap av global betydelse, där hållbarhetsmålen i Agenda 2030 utgör drivkraft och inspiration. Här finns kreativa och nytänkande miljöer som tar sig an samhällets framtidsutmaningar, och genom djupa och långsiktiga samarbeten med organisationer, näringsliv och andra lärosäten fortsätter Umeå universitet att utveckla norra Sverige som kunskapsregion.

Universitetets internationella atmosfär och våra sammanhållna campus gör det lätt att mötas, samarbeta och utbyta kunskap, något som främjar en dynamisk och öppen kultur där studenter och anställda gläds åt varandras framgångar.

Umeå campus och Konstnärligt campus ligger nära Umeås centrum och intill ett av Sveriges största och mest välrenommerade universitetssjukhus. Campus finns även i Skellefteå och Örnsköldsvik.

Vid Umeå universitet finns den högt rankade Designhögskolan, den miljöcertifierade Handelshögskolan och landets enda arkitekthögskola med konstnärlig inriktning. Här finns också Bildmuseet och Umeås science center, Curiosum. Umeå universitet är dessutom ett av Sveriges fem riksidrottsuniversitet och har ett internationellt ledande arktiskt centrum.