Diamant už nie je najtvrdší, môžu za to fyzici.

Na Mohsovej stupnici tvrdosti bol diamant od začiatku kráľom. Vedci vytvorili nový materiál na báze uhlíka, ktorý dokáže rýpať do diamantu. Potvrdila to počítačová simulácia. Ak sa dostane do technickej výroby, bude to naozaj revolúcia a možno aj ocenenie na Nobelovu cenu.

Písmo: A- | A+
Diskusia  (23)
Štruktúra, hore: Grafen, dole: Bct-uhlík
Štruktúra, hore: Grafen, dole: Bct-uhlík (zdroj: Xiang Zhou, arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/1003/1003.1569v4.pdf)

Mohsova stupnica tvrdosti existuje od 19. storočia. Minerály sú v nej zoradené podľa toho, ktorého štruktúru je možné narušiť iným minerálom - rýpaním. Diamant, patriaci na desiate miesto, má kubické usporiadanie v kryštalickej forme uhlíka. Primárne vlastnosti, ktoré sa využívajú v priemysle, sú najmä tvrdosť a vynikajúca disperzia svetla.

Atómové väzby v diamante sú v tvare štvorstenu a práve tu tkvie jeho sila. Každý atóm uhlíka sa viaže na ďalšie štyri. Z termodynamického hľadiska znesie diamant teplotu približne do 850°C. Potom zhorí na oxid uhličitý, ak mu dodáme dostatočné množstvo kyslíka. Jeho využitie v priemysle sa zameriava najmä na brúsenie, vŕtanie, v optike a všade tam, kde nemôžeme z rôznych dôvodov použiť oceľ - napríklad v zdravotníctve. Výroba technických diamantov nie je jednoduchá. Postupov je viacero. Jeden z nich je výroba z grafitu, ktorý podlieha teplote viac ako 1400°C a tlaku 5,5 Gpa. Tento postup je aj časovo náročný - na vytvorenie diamantu je potrebné podmienky udržiavať dlhší čas, až kým nie je vytvorené požadované množstvo.

SkryťVypnúť reklamu
Článok pokračuje pod video reklamou

V roku 2003 robili vedci zo Standfordskej Univerzity pokus, kedy vystavili grafit pri bežnej teplote vysokému tlaku až 170 Gpa, čo je takmer polovica tlaku v strede Zeme. V týchto podmienkach začali atómy meniť usporiadanie tak, že vznikol materiál tvrdší ako diamant. Neporadilo sa však rozlúštiť presnú štruktúru usporiadania atómov. Výsledky poodhalila až počítačová simulácia, ktorú vykonal v roku 2010 tím čínskej Univerzity Nankai. Nová štruktúra má názov BCT-uhlík (body centred tetragonal) a píšu o nej v časopise Physical Review.

Podľa nezávislých analýz je BCT-uhlík o 17% tvrdší ako diamant. Výhodou výroby je používanie bežnej teploty. Problém je s tlakom, tento dokáže vyvinúť len pár zariadení na svete pri minimálnych objemoch.

SkryťVypnúť reklamu

Štúdia čínskych vedcov (formát pdf).

Otázky do diskusie: Čo nám prinesie materiál tvrdší ako diamant?

Kde by sa dal využiť pri technológiách budúcnosti?

Matej Bórik

Matej Bórik

Bloger 
  • Počet článkov:  150
  •  | 
  • Páči sa:  0x

Žijem v Martine a pracujem ako konzultant pre komunikačné stratégie a marketing v združení METRO, ktoré som založil v roku 2013. Našou misiou je poskytovať pomoc neziskovým organizáciám, iniciatívam a podnikateľom pri realizácii projektov. Zoznam autorových rubrík:  technikamarketingkomentáresci-fi ?svetprávovedavšeobecnesúkromnézakázané

Prémioví blogeri

Iveta Rall

Iveta Rall

53 článkov
Adam Valček

Adam Valček

14 článkov
Juraj Hipš

Juraj Hipš

12 článkov
Lívia Hlavačková

Lívia Hlavačková

43 článkov
Monika Nagyova

Monika Nagyova

275 článkov
SkryťZatvoriť reklamu