Kineski naučnici su proizveli prve čiste uzorke heksagonskog dijamanta (lonsdaleit) prečnika oko 1,5 mm i izmerili njegova svojstva. Heksagonski dijamant je tvrdji i otporniji na oksidaciju od kubičnog dijamanta, pa podnosi veće temperature bez hemijske degradacije površine. Uzorci su dobijeni sabijanjem uređenog grafita 10 sati pri 20 GPa i temperaturama 1.300–1.900 °C. Rad objavljen 4. marta u časopisu Nature takođe predlaže strategiju za masovniju proizvodnju i potencijalne industrijske primene.
Kineski naučnici proizveli čist heksagonski dijamant (lonsdaleit) tvrđi od običnog dijamanta
Illustration of a hexagonal diamond, the super strong mineral that may finally have been proven to exist. | Credit: FlashMovie via Getty Images
Kineski tim fizičara objavio je da je proizveo prve čiste uzorke heksagonskog dijamanta — lonsdaleita — i izmerio njegova svojstva. Otkriće, objavljeno 4. marta u časopisu Nature, predstavlja važan korak u potvrđivanju postojanja ovog retkog oblika ugljenika i otvara put za primenu u industriji.
Šta je heksagonski dijamant?
Prirodni dijamant koji poznajemo obično je u kubičnoj formi (takozvani kubični dijamant). Heksagonski dijamant razlikuje se po načinu rasporeda atoma ugljenika — umesto kubne rešetke, atomi su poređani u heksagonsku (šestougaonu) strukturu, sličnu saću. Ovaj oblik je decenijama bio predviđen teorijom i povremeno i detektovan u meteoritskim ostacima, ali su uzorci retko bili dovoljno čisti za pouzdana merenja.
Kako su nastali uzorci?
Istraživači su počeli od veoma uređenog grafita i izložili ga visokim pritiscima i temperaturom: sabijanje 10 sati pri 20 GPa (otprilike 200.000 puta atmosferskog pritiska) i temperaturama između 1.300–1.900 °C (2.300–3.450 °F). Dobijeni uzorci imali su prečnik oko 0,06 inča (1,5 mm) — dovoljno veliki da se izmere mehanička i hemijska svojstva.
The Canyon Diablo crater, better known as Barringer Crater, was created in Arizona by a meteor containing what may be the first example of hexagonal diamond. | Credit: DANIEL SLIM via Getty Images
Ključna svojstva i nalazi
Tim je ustanovio da je heksagonski dijamant i čvršći i tvrdji od običnog kubičnog dijamanta. Takođe je značajno otporniji na oksidaciju, što znači da može podneti više temperature pre nego što njegova površina hemijski reaguje sa kiseonikom — važno svojstvo za alate i primene na visokim temperaturama. Autori navode da su strukturne i spektroskopske analize, podržane molekularno-dinamičkim simulacijama, „nedvosmisleno potvrdile identitet HD (heksagonskog dijamanta)”.
Kontroverze iz prošlosti
Prve navodne detekcije lonsdaleita potiču iz 1967. godine, kada su u meteoritu Canyon Diablo i u Goalpara uzorcima zabeležene mešavine faza. Neki naučnici ranije su tvrdili da su ti nalazi mogli biti posledica poremećenog kubičnog dijamanta, ali više kasnijih studija — uključujući laboratorijske sintetičke uzorke — ponovo ukazuje na postojanje prave heksagonske faze.
Moguće primene
Zbog veće tvrdoće i otpornosti na oksidaciju, heksagonski dijamant može unaprediti postojeće i omogućiti nove primene: rezni alati i bušilice, abrazivni premazi, materijali za odvođenje toplote u elektronici, i specijalizovana primena u kvantnom senzingu. Autori takođe ističu da rad daje praktičnu strategiju za proizvodnju HD u većim količinama, što bi omogućilo dalje istraživanje i industrijsku upotrebu.
„Supstanca ima potencijalne primene u mnogim oblastima, na primer u reznim alatima, u materijalima za termalni menadžment i u kvantnom senzingu,” rekao je Chong‑Xin Shan, ko‑voditelj studije i fizičar sa Zhengzhou University.
Važno je napomenuti da pri još višim temperaturama i pritiscima lonsdaleit može prelaziti nazad u kubični dijamant, što znači da su uslovi sinteze i stabilnosti ključni za buduću proizvodnju i primenu.
Pomozite nam da budemo bolji.
