«Σούπερ διαμάντια» από την Κίνα ξεπερνούν κάθε φυσικό όριο ιδιοτήτων

Ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός στον τομέα της Επιστήμης των Υλικών έρχεται από την Κίνα, όπου μια ομάδα ερευνητών κατασκεύασε με επιτυχία ένα «σούπερ διαμάντι» με εξαιρετικά χαρακτηριστικά, ξεπερνώντας τη σκληρότητα των φυσικών διαμαντιών κατά 40%.

Η ομάδα των ερευνητών, με επικεφαλής τους Liu Bingbing και Yao Mingguang του Πανεπιστημίου Jilin, σε συνεργασία με τον Zhu Shengcai του Πανεπιστημίου Sun Yat-sen στο Shenzhen, ανέπτυξε μια εντελώς πρωτόγνωρη μέθοδο για τη σύνθεση εξαγωνικών διαμαντιών υψηλής καθαρότητας από γραφίτη. Η ιδιαιτερότητα αυτών των διαμαντιών, γνωστών ως lonsdaleite, έγκειται στην εξαγωνική κρυσταλλική δομή τους, η οποία τα διαφοροποιεί από την κυβική δομή που χαρακτηρίζει τα παραδοσιακά διαμάντια.

Η ιστορία των συγκεκριμένων διαμαντιών έχει καταβολές που χρονολογούνται από το 1967, όταν ανακαλύφθηκαν για πρώτη φορά στον μετεωρίτη Diablo Canyon στην Αριζόνα. Έκτοτε, η επιστημονική κοινότητα προσπάθησε να αναπαράγει τεχνητά τα υλικά αυτά, αντιμετωπίζοντας σημαντικές δυσκολίες. Το επίτευγμα της κινεζικής ομάδας συνίσταται στο ότι εντόπισε μια ενδιάμεση φάση του γραφίτη, που ονομάζεται «φάση μετα-γραφίτη», η οποία υπό συνθήκες ακραίας πίεσης και θερμοκρασίας μετατρέπεται σε εξαγωνικό διαμάντι.

Τα χαρακτηριστικά αυτού του «σούπερ διαμαντιού» είναι εξαιρετικά: εκτός από τη μεγαλύτερη σκληρότητα σε σύγκριση με τα φυσικά διαμάντια, έχει θερμική σταθερότητα ανώτερη από τα νανοδιαμάντια (σωματίδια μικρότερα από 100 νανόμετρα). Αυτές οι ιδιότητες το καθιστούν ιδιαίτερα ενδιαφέρον για διάφορες βιομηχανικές εφαρμογές, ιδίως σε τομείς που απαιτούν εργαλεία κοπής και στίλβωσης υψηλής ακρίβειας.

Η έρευνα δεν αποτελεί μεμονωμένη περίπτωση στην επιστημονική σκηνή. Το 2021, μια ομάδα αμερικανών ερευνητών είχε ήδη επιτύχει ελπιδοφόρα αποτελέσματα στη δημιουργία εξαγωνικών διαμαντιών στο εργαστήριο. Ο Travis Volz, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore και συν-συγγραφέας της αμερικανικής μελέτης, είχε επισημάνει τις δυνατότητες αυτών των υλικών σε διάφορους βιομηχανικούς τομείς.

Η Κίνα βρίσκεται στην πρώτη γραμμή της έρευνας για τα διαμαντένια υλικά. Πέρυσι, μια κοινοπραξία κινεζικών ιδρυμάτων, συμπεριλαμβανομένων του Πανεπιστημίου Zhengzhou, της Ακαδημίας Επιστημών Henan, του Πανεπιστημίου Ningbo και του Πανεπιστημίου Jilin, πέτυχε ένα ακόμη σημαντικό ορόσημο αναπτύσσοντας διαμάντια ικανά να μεταφέρουν ηλεκτρικό φορτίο, ξεπερνώντας έτσι ένα από τα κύρια όρια των φυσικών διαμαντιών που, αν και είναι εξαιρετικοί αγωγοί θερμότητας, δεν μπορούν να μεταφέρουν ηλεκτρικά φορτία.

[via]