Naukowcy skompresowali diament, aby stworzyć twardszy materiał

Diamenty należą do najtwardszych materiałów znanych człowiekowi, ale eksperci uważają, że można je zmiażdżyć w coś twardszego.

Kamień szlachetny to naturalny materiał składający się z kryształów węgla. Występuje na Ziemi, a badania sugerują nawet, że „diamentowe fontanny” mogą zostać wysłane na powierzchnię w ramach ważnego wydarzenia geologicznego.

Chociaż wcześniej uważano, że jest to jeden z najtwardszych materiałów ze względu na czworościenną siatkę, czyli niezwykle trwałą strukturę cząstek, eksperci odkryli sposób na przekształcenie go w coś jeszcze wytrzymalszego.

Fizycy ze Stanów Zjednoczonych i Szwecji stworzyli symulację, która uważa się za o 30 procent bardziej odporną na ciśnienie niż diament.

Eksperci przeprowadzili precyzyjne symulacje kwantowej dynamiki molekularnej na superkomputerze, aby sprawdzić, jak diament zachowuje się pod wysokimi ciśnieniami i temperaturami, które teoretycznie powinny uczynić go niestabilnym.

Czy istnieje sposób na zwiększenie twardości diamentów?iStock

Ich odkrycia ujawniły, w jaki sposób szczegóły warunków, w których atomy węgla w diamencie mogą być wypychane, aby stworzyć niezwykłą strukturę.

Konfiguracja ta znana jest jako faza sześcienna ośmiu atomów skupiona na ciele (BC8) i została zaobserwowana na Ziemi tylko w dwóch innych materiałach – krzemie i germanie.

Na Ziemi faza węgla BC8 nie występuje naturalnie, ale uważa się, że może występować w przestrzeni kosmicznej oraz w środowiskach wysokociśnieniowych na egzoplanetach.

„Struktura BC8 zachowuje doskonały kształt najbliższego sąsiada czworościennego, ale bez płaszczyzn rozszczepienia występujących w strukturze diamentu” – wyjaśnił fizyk John Eggert z Lawrence Livermore National Laboratory.

Choć teoria jest słuszna, próby jej sformułowania w praktyce jak dotąd nie powiodły się. Dzieje się tak dlatego, że istnieje bardzo mały obszar temperatury i ciśnienia, w którym może wystąpić faza BC8, a zakresy te są nieznane.

„Spodziewaliśmy się, że faza podiamentowa BC8 będzie dostępna eksperymentalnie jedynie w wąskim obszarze diagramu fazowego węgla charakteryzującego się wysokim ciśnieniem i wysoką temperaturą” – wyjaśnił fizyk Ivan Oleinik z Uniwersytetu Południowej Florydy.

Subskrypcja Aby otrzymać nasz bezpłatny cotygodniowy biuletyn indy100

Jak dołączyć do bezpłatnego kanału WhatsApp indy100

Podziel się swoją opinią w naszych demokratycznych wiadomościach. Kliknij ikonę głosowania za na górze strony, aby pomóc przenieść ten artykuł w górę rankingu indy100