Et international forskerhold med deltagelse af professor Yuanzheng Yue fra Aalborg Universitet har udviklet et nyt lovende kompositmateriale, der består af en kombination af nano-diamanter og graphen. Materialet glimrer ved at have en god elektrisk ledningsevne samtidig med, at det er ultrahårdt og stærkt.

Grundstoffet carbon kan optræde i en række forskellige strukturer (kaldet allotroper) med vidt forskellige egenskaber, og det udnytter forskerne i det nye kompositmateriale. Begge ingredienser i dette materiale består således af carbon, hvor nano-diamanter er carbon arrangeret i en kubisk krystalstruktur, mens graphen i sin rene form består af et enkelt lag carbonatomer arrangeret i et hexagonalt mønster. Diamant er som bekendt det hårdeste mineral, man kender, mens graphen har en høj elektrisk ledningsevne.

Forskerne syntetiserede kompositmaterialet i en proces, hvor de præcist kontrollerede omdannelsen af strukturløst carbon til diamant indenfor et snævert tryk- og temperaturinterval. I kompositmaterialet ligger nanodiamanterne (som er mindre end 100 nanometer i diameter) homogent fordelt i lag af graphen.

Forskerne kunne vise, at transformationen af carbon til diamant foregik på en anden måde, end når grafit (der også er opbygget af carbon) omdannes til diamant. Ifølge forskerne har deres nye kompositmateriale samlet set overlegne egenskaber i forhold til andre kendte ledende keramiske materialer eller carbon-carbon-kompositter.

CRK, Kilde: Li et al (2023), Nat. Mater. Vol. 22, pp 42–49.