Znanstveniki ustvarijo diamant, trši od naravnega čudeža
Znanstvenikom je z novim pristopom uspelo ustvariti laboratorijsko vzgojen diamant, ki prekaša trdoto naravnega diamanta, znanega kot najtrši naravni material na Zemlji. Ekipa raziskovalcev je z uporabo grafita, stisnjenega pod izjemnim pritiskom in segretega na 1527 °C, razvila diamant s heksagonalno kristalno strukturo, imenovano lonsdaleit. Ta oblika diamanta, ki so jo prvič opazili pred več kot petdesetimi leti na mestu padca meteorita, se je izkazala za izjemno trpežno, saj dosega trdoto 155 gigapaskalov (GPa) – precej več od 110 GPa, ki jih doseže naravni diamant s kubično strukturo. Raziskava, objavljena v reviji Nature Materials, odpira vrata novim možnostim uporabe tega materiala.
Za razliko od običajnih diamantov, ki imajo kubično mrežo, ima šesterokotni diamant edinstveno notranjo razporeditev atomov, ki povečuje njegovo trdoto. Raziskovalci so dolgo časa imeli težave s sintezo čistega lonsdaleita, saj so bili vzorci pogosto majhni in nečisti, njegov obstoj pa celo sporen. Tokrat so z visokim pritiskom in natančno temperaturo dosegli preboj: grafit se je pod ekstremnimi pogoji pretvoril v heksagonalni diamant, ki je pokazal izjemne lastnosti. Poleg trdote se ponaša tudi z visoko toplotno stabilnostjo, saj prenese temperature do 1100 °C, kar je več od običajnih nanodiamantov, uporabljenih v industriji.
Potencial za industrijske in tehnološke inovacije
Uspeh ekipe ne pomeni le znanstvenega dosežka, temveč nakazuje tudi praktične možnosti uporabe. Material bi lahko revolucioniral področja, kot so vrtanje, strojna industrija in shranjevanje podatkov, kjer je trdnost ključnega pomena. Raziskovalci so odkrili, da se heksagonalni diamant lažje oblikuje pri višjih pritiskih, kot so domnevali doslej, kar odpira pot do morebitne množične proizvodnje. Čeprav je za širšo uporabo potrebnih še veliko dodatnih raziskav, so prvi rezultati obetavni. Ekipa že razmišlja o tem, kako bi postopek prilagodili za večji obseg in izboljšali dostopnost tega ultratrdega materiala.
Raziskava gradi na prejšnjih poskusih, kot je bil projekt iz leta 2016, ko so heksagonalne diamante ustvarili iz amorfnega ogljika. Tokratna metoda, ki temelji na pretvorbi grafita, ponuja svež pogled na to, kako lahko ekstremni pogoji vplivajo na strukturo ogljikovih materialov. Znanstveniki poudarjajo, da njihove ugotovitve ne le potrjujejo obstoj in potencial šesterokotnega diamanta, temveč tudi omogočajo boljše razumevanje procesov, ki vodijo do njegovega nastanka. S tem se odpirajo priložnosti za nadaljnje raziskave in razvoj tehnologij, ki bi izkoristile izjemne lastnosti tega redkega materiala.
Portal24; Foto: Pixabay
