Τα εξαγωνικά διαμάντια είναι πολύ πιο σκληρά από τα φυσικά διαμάντια

Πίστωση: Pixabay / CC0 Public Domain

Η ισχυρότερη ουσία της φύσης έχει τώρα έντονο ανταγωνισμό. Για πρώτη φορά, οι ερευνητές έχουν τεράστια στοιχεία ότι τα τεχνητά εξαγωνικά διαμάντια είναι ισχυρότερα από τα κοινά κυβικά διαμάντια που βρίσκονται στη φύση και χρησιμοποιούνται συχνά σε κοσμήματα.


Ονομάστηκε για αυτούς το εξάγραμμα Κρυσταλλική δομή, Εξαγωνικά διαμάντια έχουν βρεθεί σε ορισμένες περιοχές μετεωρίτη και άλλα κατασκευάστηκαν για λίγο σε εργαστήρια, αλλά αυτά ήταν είτε πολύ μικρά είτε είχαν πολύ μικρή διάρκεια για να μετρηθούν.

Τώρα οι επιστήμονες στο Ινστιτούτο Φυσικής Τραύματος στο Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον δημιούργησαν εξαγωνικά διαμάντια αρκετά μεγάλα για να μετρήσουν τη σκληρότητά τους χρησιμοποιώντας Ηχητικά κύματα. Τα ευρήματά τους περιγράφονται λεπτομερώς σε πρόσφατη εργασία στο Φυσική αναθεώρηση β.

“Τα διαμάντια είναι ένα πολύ μοναδικό υλικό”, δήλωσε ο Yogendra Gupta, διευθυντής του Ινστιτούτου Φυσικής Τραύματος και αντίστοιχος συγγραφέας της μελέτης. “Δεν είναι μόνο το ισχυρότερο – έχει όμορφες οπτικές ιδιότητες και πολύ υψηλή θερμική αγωγιμότητα. Τώρα φτιάξαμε το εξαγωνικό σχήμα διαμαντιού, το οποίο δημιουργήθηκε υπό πειράματα πίεσης σοκ, το οποίο είναι πολύ πιο δύσκολο και δυνατότερο από το κανονικό διαμάντι πολύτιμων λίθων.”

Οι ερευνητές πάντα ήθελαν να δημιουργήσουν ένα υλικό ισχυρότερο από το φυσικό διαμάντι, το οποίο θα μπορούσε να έχει ποικίλες χρήσεις στη βιομηχανία. Ενώ πολλές θεωρίες ότι το εξαγωνικό διαμάντι θα ήταν ισχυρότερο, η μελέτη WSU παρέχει την πρώτη πειραματική απόδειξη ότι είναι.

Ο κύριος συγγραφέας Travis Falls, τώρα μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore, επικεντρώθηκε στη διατριβή του στο Washington State University για τη δημιουργία εξαγωνικών διαμαντιών από γραφίτη. Σε αυτή τη μελέτη, οι Falls και Gupta χρησιμοποίησαν πυρίτιδα και συμπιεσμένο αέριο για να ωθήσουν μικροσκοπικούς δίσκους γραφίτη περίπου μεγέθους δεκάρα περίπου 15.000 mph σε ένα διαφανές υλικό. Η πρόσκρουση παρήγαγε κύματα σοκ στους δίσκους που το μετέτρεψαν γρήγορα σε ένα εξαγωνικό διαμάντι.

Αμέσως μετά τη σύγκρουση, οι ερευνητές εκπέμπουν ένα μικρό ηχητικό κύμα και χρησιμοποίησαν ένα λέιζερ για να μετρήσουν την κίνησή του μέσω του διαμαντιού. Ο ήχος κινείται γρηγορότερα μέσω άκαμπτων υλικών. Προηγουμένως ο ήχος κινούταν πιο γρήγορα μέσω του κυβικού διαμαντιού. Σε εξαγωνικά διαμάντια που έχουν δημιουργηθεί από εργαστήριο, μετακινηθείτε πιο γρήγορα.

Κάθε διαδικασία συνέβη σε αρκετά δισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου, ή νανοδευτερόλεπτο, αλλά οι ερευνητές μπόρεσαν να κάνουν μετρήσεις σκληρότητας προτού ένα φαινόμενο υψηλής ταχύτητας καταστρέψει το διαμάντι.

Η σκληρότητα είναι η ικανότητα ενός υλικού να αντιστέκεται στην παραμόρφωση υπό δύναμη ή πίεση – για παράδειγμα, ο βράχος είναι πολύ πιο άκαμπτος από το καουτσούκ καθώς το καουτσούκ κάμπτεται όταν πιέζεται. Η σκληρότητα είναι η αντίσταση στις γρατζουνιές ή σε άλλες επιφανειακές παραμορφώσεις.

Ο Folz είπε ότι τα σκληρότερα υλικά είναι γενικά σκληρότερα. Ενώ οι ερευνητές δεν μπόρεσαν να γρατσουνίσουν ένα διαμάντι για να ελέγξουν τη σκληρότητα απευθείας, μετρώντας τη σκληρότητα ενός διαμαντιού, μπορούν να κάνουν συμπεράσματα σχετικά με τη σκληρότητά του.

Εάν η επιστήμη προχωρήσει στο σημείο όπου μπορούν να δημιουργηθούν και να αποκατασταθούν εργαστηριακά εξαγωνικά διαμάντια, θα μπορούσε να έχει πολλές χρήσεις.

“Τα στερεά είναι χρήσιμα για δυνατότητες αυτοματισμού”, δήλωσε ο Φολς. “Τα διαμάντια έχουν χρησιμοποιηθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα σε τρυπάνια, για παράδειγμα. Δεδομένου ότι διαπιστώσαμε ότι τα διαμάντια hex είναι πιθανότατα να είναι πιο σκληρά από τα κυβικά διαμάντια, μπορεί να είναι μια εξαιρετική εναλλακτική λύση για επεξεργασία, διάτρηση ή οποιοδήποτε είδος εφαρμογής όπου κυβικά διαμάντια είναι μεταχειρισμένα.”

Ενώ τα βιομηχανικά πλεονεκτήματα είναι ξεκάθαρα, ο Gupta είπε ότι τα εξαγωνικά διαμάντια θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν κάποια μέρα σε δαχτυλίδια αρραβώνων. Τα κυβικά διαμάντια που κατασκευάζονται στο εργαστήριο έχουν σήμερα χαμηλότερη αξία σε σύγκριση με τους φυσικούς τους, αλλά το εξάγωνο διαμάντι πιθανότατα θα είναι πιο μοντέρνο.

«Αν μπορούμε κάποια στιγμή να τα παράγουμε και να τα γυαλίσουμε, νομίζω ότι θα χρειαστούν περισσότερα από τα κυβικά διαμάντια», είπε ο Γκούπτα. Αν σας πει κάποιος, «Κοίτα, θα σας δώσω μια επιλογή μεταξύ δύο ΔιαμάντιΤο ένα είναι πιο σπάνιο από το άλλο. Ποια θα επιλέγατε; ”


Οι φυσικοί αποκάλυψαν νέες ιδιότητες των διαμαντιών της Γιακουτία


περισσότερες πληροφορίες:
Travis J. Foles et al., Ευέλικτα μοντέλα εξαγωνικών και κυβικών διαμαντιών που σχηματίζονται υπό πίεση σοκ, Φυσική αναθεώρηση β (2021). DOI: 10.1103 / PhysRevB.103.L100101

το απόσπασμα: Τα εξαγωνικά κατασκευασμένα διαμάντια είναι πιο σκληρά από τα φυσικά διαμάντια (2021, 31 Μαρτίου) Ανακτήθηκαν στις 31 Μαρτίου 2021 από https://phys.org/news/2021-03-lab-made-hexagonal-diamonds-stiffer-natural.html

Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Ανεξάρτητα από οποιαδήποτε δίκαιη μεταχείριση για σκοπούς ιδιωτικής μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν μπορεί να αναπαραχθεί χωρίς γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς.

READ  Η μελέτη αναφέρει ότι τα εμβόλια COVID-19 προσφέρουν προστασία σε έγκυες και θηλάζουσες γυναίκες - και νεογέννητα

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *