A ka ndonjë gjë më të vështirë se një diamant?

Diamantet janë natyrshëm të fortë, por a ka ndonjë gjë nga Toka, hapësira apo edhe një laborator që është më e vështirë?

Diamantet vlerësohen për fortësinë e tyre. Në bizhuteri, ato mund të zgjasin breza dhe t’i rezistojnë gërvishtjeve gjatë përdorimit të përditshëm. Si tehe ose copa shpimi, ato mund të depërtojnë pothuajse çdo gjë pa u shkatërruar. Si pluhur, diamantet lustrojnë gurët e çmuar, metalet dhe materialet e tjera.

Pra, a ka ndonjë gjë më të vështirë se diamanti? Rezulton se gjetja e përgjigjes është, mirë, pak e vështirë.

Për qëllimet më praktike, diamanti është ende materiali më i fortë, tha Richard Kaner , një kimist i materialeve në Universitetin e Kalifornisë, Los Anxhelos. Ka mënyra për të krijuar diamante që janë më të forta se diamantet standarde të çmuara. Dhe ka materiale të tjera që teorikisht mund të jenë më të forta se diamanti, por ato nuk ekzistojnë në një formë që mund t’i mbani në dorë ose t’i përdorni gjerësisht.

Ndërsa kushdo që mban një unazë diamanti mund të dëshmojë qëndrueshmërinë e kristalit, është e rëndësishme të kuptojmë se “ngurtësia” do të thotë diçka shumë specifike për shkencëtarët, tha Paul Asimow , një gjeokimist në Caltech. Shpesh ngatërrohet me cilësi të tjera, si ngurtësia ose forca. Këta faktorë ndonjëherë, por jo gjithmonë, lidhen me ngurtësinë.

Diamanti, për shembull, është shumë i fortë, por vetëm mesatarisht i ngurtë. Dhe është çuditërisht e lehtë për t’u thyer: Thyehet lehtësisht përgjatë faqeve të kristalta, gjë që është mënyra se si prerëset e gurëve të çmuar mund të krijojnë diamante të bukur dhe të shumëanshëm që shkëlqejnë.

Shkencëtarët matin fortësinë në disa mënyra të ndryshme. Gjeologët shpesh mbështeten në një metrikë krahasuese të quajtur shkalla e fortësisë Mohs, një mënyrë për të identifikuar mineralet në terren bazuar në faktin nëse ato mund të gërvishtin njëri-tjetrin. Diamanti është 10 – maja e shkallës – që do të thotë se mund të gërvisht pothuajse çdo gjë. Talk i butë dhe i thërrmueshëm është 1.

Në laborator, shkencëtarët e materialeve mbështeten në një matje më të saktë të quajtur testi i fortësisë së Vickers, i cili përcakton fortësinë e një materiali bazuar në forcën e kërkuar për ta futur atë me një majë me majë. (Për ta vizualizuar këtë, imagjinoni të futni një laps në një gomë gome.)

Diamanti përbëhet nga atome karboni të rregulluar në një rrjetë kub, të mbajtur së bashku nga lidhje të shkurtra kimike të forta. Kjo strukturë i jep asaj fortësinë e saj të famshme. Shumica e materialeve që pretendojnë se janë më të fortë se diamanti vijnë nga ndryshimi i lehtë i strukturës klasike të kristalit të diamantit, ose shkëmbimi i disa prej atomeve të karbonit me atome të tilla si bor ose azoti.

Një pretendent kryesor për një material më të fortë se diamanti është lonsdaleite. Ashtu si diamanti, lonsdaleite përbëhet nga atome karboni, por ato janë të rregulluara në një strukturë kristalore gjashtëkëndore në vend të një kubike.

“Lonsdaleite është shumë i çuditshëm,” tha Asimow për Live Science. Deri kohët e fundit, ai ishte gjetur në sasi kaq të vogla, kryesisht brenda meteoritëve, saqë nuk ishte e qartë nëse llogaritej si një material i pavarur apo nëse ishte thjesht një defekt në strukturën standarde të kristalit të diamantit .

Kohët e fundit, një ekip shkencëtarësh gjetën kristale lonsdaleite me madhësi mikron në meteorite – kristale ende të vogla, por shumë më të mëdha se gjetjet e mëparshme. Kjo i jep mineralit më shumë besueshmëri, tha Asimow. Shkencëtarë të tjerë kanë raportuar se kanë bërë lonsdaleite në laborator , megjithëse kristalet ekzistonin vetëm për një pjesë të sekondës.

Pra, lonsdaleite është intrigues, por nuk do të zëvendësojë diamantin për aplikime si prerja, shpimi ose lustrimi së shpejti.

Duke luajtur me strukturën nano-shkallë të diamantit mund të bëhet gjithashtu një material që është më i vështirë se një diamant i zakonshëm. Një material që përbëhet nga shumë kristale të imta diamanti do të jetë më i vështirë se një diamant i cilësisë së çmuar që është një kristal i vetëm, sepse kokrrat në shkallë nano bllokohen në vend që të kalojnë njëra-tjetrën. Diamantet “Nanotwinned”, në të cilat kokrrat formojnë modele pasqyre të njëri-tjetrit, thuhet se janë dyfishi i fortësisë së diamanteve të rregullt .

Në fund të fundit, megjithatë, shumica e shkencëtarëve nuk po ndjekin materiale super të forta vetëm për të vendosur rekorde – ata po përpiqen të krijojnë diçka të dobishme.

“Shkencëtarët e materialeve shpenzojnë shumë kohë duke shpikur materiale super të forta që mund të bëhen në shkallë”, tha Asimow. “Dhe për shumë qëllime, të qenit më i fortë se diamanti nuk është kriteri i projektimit.” Shkencëtarët mund të duan diçka pothuajse aq të fortë sa diamanti, por më e lirë ose më e lehtë për t’u bërë në laborator.

Për shembull, laboratori i Kaner-it ka krijuar një shumëllojshmëri metalesh super të forta që mund të përdoren në aplikime industriale në vend të diamantit. Njëra që tani është e disponueshme në treg është një kombinim i tungstenit dhe borit , me disa metale të tjera të spërkatura. Forma e kristaleve i jep materialit veti të ndryshme në drejtime të ndryshme – kështu, kur mbahet në orientimin e duhur, mund të gërvisht një diamant Kaner tha për Live Science. Është gjithashtu më e përballueshme për t’u krijuar, pjesërisht sepse nuk kërkon kushtet e presionit të lartë të përdorura për të bërë diamante në laborator, vuri në dukje ai.

Pra, ndërsa diamanti në format e tij të shumta ende sundon vendin për sa i përket fortësisë, materiali klasik do të përballet me sfida për fronin e tij në vazhdim.