Materiál s vyššou tvrdosťou ako diamanty, syntetizovaný v laboratórnych podmienkach - Go4IT
Aj keď sú to materiály s najvyššou tvrdosťou známou v prírode, diamanty nie sú ani zďaleka tak silné ako pevné látky, aké umožňujú fyzikálne zákony, avšak ešte niekoľkonásobne tvrdšie materiály sa dajú vyrobiť v laboratórnych podmienkach.
Na základnej úrovni nie sú diamanty nič iné ako atómy uhlíka usporiadané do šesťuholníkovej kryštalickej štruktúry, pričom hlavným rozdielom od bežného grafitu používaného pri výrobe ceruziek je dokonale usporiadané prekrývanie atómov, ktorého šesťuholníková štruktúra zostáva jednotná na obidvoch vodorovných osách. ale aj ten zvislý.
Vedci z Kalifornskej univerzity v Irvine a ďalších inštitúcií, ktorí používajú atómy uhlíka ako základ, ohlasujú akvizíciu novej atómovej architektúry v laboratóriu s názvom plate-nanolattices. Štruktúra transponovaná v atómovom meradle, ktorá bola pôvodne vytvorená v počítači, je podstatne hustejšia ako cylindrický šesťuholníkový vzor nájdený v prírodných diamantoch.
Materiál sa syntetizuje pomocou procesu nazývaného dvojfotónová polymerizácia, ktorý sa implementuje pomocou verzie 3D tlačiarní v atómovom meradle. Materiál je zostavený atóm za atómom pomocou systému laserov, ktorých lúče sú zamerané na kvapku fotocitlivej živice, čím je materiál o 639% tvrdší a o 522% tuhší ako diamantové kryštály.
Konkrétne inak priehľadná živica tuhne, keď sú na polymérne molekuly narazené dva fotóny v ultrafialovom spektre. Použitím skenovania laseru alebo trojrozmerného pohybu materiálu umožňuje použitá technika periodické usporiadanie buniek vyrobených z atómov uhlíka, z ktorých každý pozostáva zo zostáv platní s hrúbkou 160 nanometrov. Jednou z noviniek, ktorá umožnila získať tento materiál, je realizácia mikroskopických otvorov, ktoré umožňujú evakuáciu prebytočnej živice z hotového materiálu.
Konečná fáza procesu montáže sa uskutoční pyrolýzou a zahrievaním materiálu na teplotu 900 ° C vo vákuu po dobu jednej hodiny. Výsledkom je usporiadaná sieť uhlíkových atómov v tvare kocky so sklovitým vzhľadom podobným bežnému diamantu, ktorá je oveľa odolnejšia, ako sa predpokladalo, že je tento porézny materiál možný.
Bohužiaľ, skôr ako začneme hovoriť o nezničiteľných syntetických diamantoch a ich aplikáciách v priemyselnej oblasti, je potrebné nájsť spôsob, ako ich vyrobiť vo väčšom meradle, pretože súčasný proces montáže atóm po atóme je mimoriadne ťažký a nákladný.