Физиците са изследвали свойствата на течния въглерод

Почти всички елементи и химически съединения, които съществуват във Вселената, могат да приемат четири различни агрегирани форми на материята - да се превърнат в твърдо вещество, течност, газ и плазма. Фазовите преходи между тях са изучавани от физиците в продължение на много векове и досега учените не могат с увереност да кажат, че напълно разбират процесите, които протичат. Например, все още не е ясно защо някои вещества, като арсен, въглероден диоксид или чист въглерод, нямат течна форма и директно се превръщат в газ или твърдо вещество при нагряване или охлаждане.

На теория те могат да бъдат направени да станат течност чрез компресиране на тези материали до умерено, в случай на CO2 или много високо налягане, обаче, няма такива условия на Земята или на други планети, с изключение на свръх плътните им черва. Поради тази причина учените все още нямат дори най-малко точните идеи за това при какви температури и налягане се топи въглеродът.

В продължение на няколко десетилетия физиците активно се опитват да стопят диаманти или графит, да добиват течен въглерод и да изучават неговите свойства. Японските учени решават първия проблем още през 1997 г. чрез преминаване на мощно разреждане на електроенергия през въглерод, но в следващите години нито те, нито други физици са успели да измерят характеристиките на тази екзотична течност.

Рейчъл и колегата му Арсений Кондратьев бяха първите, които получиха тези експериментални данни, използвайки остроумна техника. Те конструираха графитно фолио от перфектно положени карбонови листове и го „опаковаха“ в специален прозрачен материал от сапфирови плочи.

В морския сафари парк се засели лигре

Този „сандвич“ е сглобен по такъв начин, че въглеродният му пълнеж се разширява само в една посока, докато преминава през него ток и рязко загряване. Това почти напълно изключи възможността в тази структура да възникнат нееднородности, които биха могли да въведат грешка в измерванията на свойствата на течния въглерод.

Самият процес на нагряване и топене отне около микросекунда, по време на която учените преминаха лазерен импулс през „сандвич“, измервайки как се променя обемът на разтопения въглен, неговата плътност, точка на топене, структура и други физически характеристики. Успоредно с това те изучаваха този материал с помощта на пирометри и други инструменти.

Както се оказа, температурата на топене и другите свойства на течния въглерод бяха доста различни от това, което физиците очакваха да видят въз основа на резултатите от теоретичните изчисления.

„За нас стана изненада, че измерените точки на топене на графита са по-високи от общоприетите с повече от хиляда градуса. В допълнение открихме, че скоростта на звука в течния въглен нараства с намаляваща плътност. Резултатите от тези експерименти ще помогнат да се подобрят свойствата на изкуствените диаманти и въглеродните нанотръби ”, коментира РИА Новости, цитирана от РИА Новости от JIHT RAS.

Можете да прочетете подробностите в статия, публикувана в списанието Physical Review Letters.

Харесва ли ви статията?

Най-интересните новини от света на науката: свежи открития, снимки и невероятни факти във вашата поща. добре Съгласен съм с правилата на сайта Благодаря. Изпратихме потвърждение на вашия имейл.

Препоръчано

Военните възстановиха танк NI-1 "На страх"
2019
LEGO Group представя 5 нови комплекта, предназначени за годишнината на LEGO Star Wars
2019
Петел в Австралия убил любовница, като си кълвел вените
2019