Drücke als Wundermittel
Die Experten haben verschiedene Kohlenstoff-Stickstoff-Vorstufen hohen Drücken zwischen 70 und 135 Gigapascal ausgesetzt und sie in Diamantstempelzellen auf über 2.000 Kelvin erhitzt. Anschließend wurden die Proben mittels Einkristall-Röntgenbeugung an drei Teilchenbeschleunigern charakterisiert.
Die Ergebnisse zeigen vier Kohlenstoffnitride mit den Zusammensetzungen CN, CN2 und C3N4 und unterschiedlich komplexen Strukturen. Die Kristallstrukturen der C3N4-Allotrope bestehen aus eckenteilenden CN4-Tetraedern, was ein Schlüssel zu ihren überlegenen mechanischen Eigenschaften - Ultrainkompressibilität und Superhärte - ist, die experimentell nachgewiesen wurden.
Diamantoberfläche beschädigt
Die Tatsache, dass die Hochdruck-C3N4-Kohlenstoffnitride Abdrücke auf einer Diamantoberfläche hinterlassen, ist ein Beweis für ihre Härte, die mit der von Diamant vergleichbar ist, heißt es. "Es wird erwartet, dass die synthetisierten Kohlenstoffnitride das Potenzial haben, technische Materialien der gleichen Kategorie wie Diamant zu sein", sagt Natalia Dubrovinskaia vom Labor für Kristallografie an der Universität Bayreuth. (pte)