پژوهشگران دانشگاه یانشان چین موفق شدهاند شکلی از کربن به نام «ایام ۳» (AM-III) را بر پایه «فولرن» تولید کنند که ساختاری بلوری و بیشکل دارد و میتواند سطح الماس را خراش دهد.
ژيشنگ ژائو و همكارانش که مجریان این پژوهش بودند، ماده کربی جدید را سختترین ماده آمورف یا غیربلوری توصیف کردهاند که تا کنون دیده شده است.
ماده جدید AM-III دارای ویژگیهای منحصربهفردی است که آن را از سایر مواد تمایز میدهد. این ماده دارای ویژگیهای نیمهرسانا میباشد، به این معنا که در میانه بین یک عایق و یک رسانا قرار دارد. میزان سختی آن نیز در مقیاس ویکرز ۱۱۳ گیگاپاسکال تعیین شده است. برای مقایسه، الماس که یکی از سختترین مواد کریستالی در جهان محسوب میشود، دارای سختی بین ۵۶ تا ۶۲ گیگاپاسکال در مقیاس ویکرز است. این مقایسه نشان میدهد که AM-III سختی بسیار بالاتری نسبت به الماس دارد و این ویژگی مهم آن را برای کاربردهای مختلف، از جمله در صنعت فضایی و ساخت صفحههای گوشیهای هوشمند، ایدهآل میسازد.
در توضیح ساختار مواد جامد باید گفت که برخلاف مواد کریستالی که اتمها در آنها به صورت منظم مرتب شدهاند، در اجزای تشکیل دهنده مواد جامد غیربلوری نمیتوان شاهد نظمی بلندمدت بود و این مواد، سختی یا استحکام فوقالعادهای نیز از خود نشان نمیدهند. به همین دلیل است که پلاستیک و شیشه به راحتی میشکنند و نسبتاً نرم هستند.
برای تولید AM-III، پژوهشگران از انواع مختلف پیکربندی اتمهای کربن آزمایش کردند و در نهایت به “فولرنها” روی آوردند. فولرنها یکی از آلوتروپیهای مصنوعی عنصر کربن هستند و از گرمادادن گرافیت بهدست میآیند. با این تفاوت که اتمهای فولرن دارای حلقههای پنج ضلعی یا هفت ضلعی هستند که از صفاف بودن ساختار جلوگیری میکند. این ویژگی باعث میشود که فولرنها شکل لولهای یا بادکنکی داشته باشند. در این تحقیق، فولرنها را در شرایط حرارت بالا و فشار قرار داده و سپس آنها را “خرد” و دوباره مخلوط کردند تا به AM-III با ویژگیهای مورد نظر برسند.