Cacbon là nguyên tố phổ biến thứ 4 trong vũ trụ và xuất hiện dưới rất nhiều dạng thù hình như than chì, graphit và vật liệu cứng nhất trong tự nhiên: kim cương. Thế nhưng mới đây, các nhà khoa học đã phát hiện ra một dạng cacbon mới với khả năng chịu sức ép siêu lớn so với loại kim cương mà chúng ta từng biết đến. Không giống loại cacbon dạng tinh thể như kim cương vốn có độ cứng phụ thuộc vào hướng định hình tinh thể, dạng cacbon mới là vô định hình và điều này có nghĩa nó cứng ở mọi góc cạnh.
Nhóm bao gồm các nhà khoa học đến từ đại học Stanford và viện khoa học Carnegie đã bắt đầu cuộc phát kiến với một dạng cacbon có tên cacbon thủy tinh (glassy cacbon). Cacbon thủy tinh được tổng hợp lần đầu tiên vào những năm 1950 với các đặc tính kết hợp giữa thủy tinh, gốm và than chì như kháng nhiệt, điện, mật độ thấp và ma sát thấp. Để tạo nên thù hình mới của cacbon, nhóm nghiên cứu đã nén cacbon thủy tinh ở áp suất gấp 400.000 lần so với áp suất không khí.
Kết quả là cacbon thành phẩm có thể chịu được nhiều loại sức ép mà không vật chất nào ngoài kim cương có thể chịu được. Theo đó, cacbon mới có thể chịu áp suất gấp 1,3 triệu lần so với áp suất không khí trên một mặt trong khi vẫn "cầm cự" được áp suất gấp 600.000 lần áp suất không khí trên một mặt khác.
Không giống như kim cương, cấu trúc của cacbon vô định hình mới không được cấu tạo theo quy tắc lặp lại đơn vị nguyên tử. Vì vậy, nó tiềm năng chứa nhiều ưu điểm hơn so với kim cương. Do độ cứng của kim cương phụ thuộc vào hướng cấu trúc tinh thể trong khi vật liệu mới lại vô định hình. Điều này có nghĩa cấu trúc của cacbon mới thiếu sự sắp xếp của các tinh thể và vật liệu cứng ở mọi hướng. Qua đó, trong một số ứng dụng thì cacbon mới sẽ là vật liệu phù hợp hơn so với kim cương.
Giám đốc phòng thí nghiệp địa vật lý tại Cargenie - Russel Hemley cho biết: "Khám phá trên sẽ mở ra những tiềm năng ứng dụng mới, bao gồm những chiếc đe siêu cứng dành cho công tác nghiên cứu áp suất cao hoặc các loại vật liệu siêu đậm đặc." Nghiên cứu về cacbon mới đã được công bố trên trang Physical Review Letters.
