Матеріалознавці з Університету Північної Кароліни повідомили про отримання нової аллотропної модифікації вуглецю - Q-вуглець. Матеріал, що стоїть в одному ряду з графітом і алмазом, володіє, за словами авторів, незвичайною для вуглецю властивістю - ферромагнетизмом. Крім того, його щільність перевищує таку навіть у аморфного вуглецю. Про новий матеріал повідомляє прес-реліз університету, проте стаття в, на яку посилається джерело, недоступна.
За словами авторів роботи, новий матеріал вдалося створити при опроміненні шару аморфного вуглецю наносекундними імпульсами потужного лазера. При цьому речовина моментально розігрівалася до температури близько чотирьох тисяч кельвінів і відбувався фазовий перехід, змінювалася структура матеріалу. В результаті матеріалознавцям вдавалося отримати тонкі шари Q-вуглецю, товщиною від 20 до 500 нанометрів.
Подробиці про будову матеріалу є в абстракті статті, наведеному в тексті прес-релізу. Матеріал складається на 75-80 відсотків з так званого sp3-гібридизованого вуглецю, з якого складаються, наприклад, алмази, і з sp2-гібридизованого вуглецю (відповідає графіту). Авторам вдалося виміряти магнітні властивості матеріалу. Виявилося, що він є кімнатно-температурним ферромагнетиком, тобто втрачає свої магнітні властивості лише при нагріванні. Температура Кюрі, при якій це відбувається, становить близько 500 кельвінів (або приблизно 220 ° C. Магнітне насичення Q-вуглецю лише в 4 рази менше, ніж у сплаву неодім-залізо-бор, що застосовується в сильних постійних магнітах жорстких дисків, близько 20 електромагнітних одиниць на грам.
Також вчені автори з'ясували, що матеріал легко перетворюється на наноалмаз, цей процес контролюється швидкістю остигання зразка. Як уточнюють матеріалознавці, перетворити Q-вуглець на наноалмаз можна, наприклад, за допомогою ще одного лазерного імпульсу. Разом з тим, сам по собі новий вуглець тверший, ніж алмаз, однак для його застосування (наприклад, у вигляді наночастинок) треба краще досліджувати його властивості. Зокрема, досі незрозуміло, як отримувати з нього окремі наночастинки і наноігли - матеріалознавцям вдалося отримати лише тонкі шари матеріалу.
На сьогоднішній день відома велика кількість аллотропних форм вуглецю, основними з яких є графіт і алмаз. Також до цього списку включають фуллерени, вуглецеві нанотрубки, карбини та їх похідні. Протягом півстоліття вважалося, що існує ще одна форма вуглецю - лонсдейліт, що володіє твердістю вище, ніж у алмаза. У 2014 році міжнародна група кристалографів з'ясувала, що насправді лонсдейліт являє собою дуже сильно деформований алмаз і не є окремою кристалічною формою.