Алмаз всем известен высокой твёрдостью, но на наноуровне его свойства меняются. Размер частиц начинает влиять на поведение материала под нагрузкой. 

Изображение - ChatGPT

Группа учёных из Чжэнчжоуского университета (Zhengzhou University) изучила наноалмазы размером от 4 до 13 нанометров. Образцы сжимали между алмазными инденторами внутри электронного микроскопа и фиксировали реакцию структуры.

При уменьшении размера материал становился менее жестким. Частица размером 13 нанометров сохраняла свойства, близкие к обычному алмазу. У образца в 4 нанометра жесткость снижалась примерно на 30%.

Изменение связано не с поверхностью, а со слоем между поверхностью и внутренним ядром. В этой зоне атомы углерода образуют более длинные и слабые связи, чем в кристаллической решетке обычного алмаза. При давлении этот внутренний слой начинает смещаться и перераспределять нагрузку. Это позволяет всей структуре изгибаться вместо разрушения.

Такое поведение было подтверждено наблюдениями в микроскопе и благодаря проведенному компьютерному моделированию. Материал сохраняет жесткое ядро и поверхность, но промежуточная зона работает как область деформации.

Такие свойства ученые называют ранее упущенным из виду межфазным механизмом. Гибкость пригодится для квантовых вычислений и крошечных датчиков, которые обнаруживают вирусы или газы. Прежде чем применять наноалмазы на практике, исследователи намерены проверить, как разные температуры и способы обработки поверхности влияют на их эластичность.