Fyzikové popsali další způsob, jakým se mohou uspořádat atomy uhlíku. Průhledný materiál vznikající za vysokých tlaků při běžné teplotě je tvrdší než diamant. Výsledky experimentů nyní byly potvrzeny počítačovou simulací.
Čistý uhlík existuje v několika formách, které se mezi sebou dramaticky liší svými vlastnostmi. Zatímco diamant, v němž jsou atomy pevně vázány v trojrozměrné struktuře, je extrémně tvrdý, grafit (tuha), v němž jsou jednotlivé vrstvy atomů spojeny jen slabými vazbami, je měkký a snadno se otírá. Letošní Nobelovu cenu za fyziku získali Andre Geim a Konstantin Novoselov za přípravu grafenu - materiálu tvořeného jedinou vrstvou atomů uhlíku uspořádaných do pravidelných sítí připomínajících včelí plásty.
V roce 2003 vystavili fyzikové ze Stanfordské univerzity grafit za běžné teploty vysokému tlaku a současně pořizovali snímky materiálu metodou rentgenové difrakce. Ta umožňuje zkoumat prostorové uspořádání atomů. (Stejná metoda vedla mimo jiné k odhalení struktury DNA.) Zjistili, že při tlaku přesahujícím 170 gigapascalů (170 tisíc atmosfér) vznikne průhledný materiál tak tvrdý, že dokáže štípat diamant. Jeho strukturu se jim však ze snímků rozluštit nepodařilo.
Fyzikové z čínské univerzity Nankai nyní provedli počítačové simulace a odhalili, jaké uspořádání atomů je za takových podmínek energeticky nejvýhodnější. Získali čtveřice atomů uspořádaných v jedné rovině do čtverců. Tyto čtveřice jsou krátkými vazbami propojeny s dalšími vrstvami takových čtverců. O struktuře pojmenované bct-uhlík informují v časopise Physical Review B.
Výsledky potvrzuje i nezávislá analýza americko-japonského týmu. Znamená to, že je možné za pokojové teploty připravit materiál o 17 procent tvrdší než diamant.
