Kineski istraživači objavili su u Nature-u da su sintetizovali lonsdaleit (heksagonski dijamant) kompresijom nanometrskih listova grafita pri 20 GPa i 1.300 °C. Ovaj oblik dijamanta pronađen je ranije u meteoritima, uključujući kristale do 1.000 puta veće od ranijih nalaza. Laboratorijska sinteza omogućila je testove koji pokazuju veću tvrdoću u odnosu na uobičajene zemaljske dijamante. Moguće primene uključuju industrijske alate i elektroniku, ali su potrebna dodatna istraživanja za skaliranje i proveru svojstava u većim količinama.
Kineski Tim Sintetizovao Lonsdaleit — Heksagonski Dijamant Tvrđi Od Prirodnih Varijanti
Close-up of jewelers loupe and diamond - EgolenaHK/Shutterstock
Dijamanti nisu samo lep nakit i simbol Bondovih naslova — oni su i među najtvrđim materijalima na Zemlji. Međutim, otkriće lonsdaleita, poznatog i kao heksagonski dijamant, dovelo je u pitanje dominaciju običnog kubičnog dijamanta po tvrdoći. Nedavno je tim kineskih istraživača objavio u časopisu Nature da je uspešno sintetizovao lonsdaleit u laboratorijskim uslovima i prikazao dokaze da je ovaj oblik dijamanta tvrđi od uobičajenih zemaljskih dijamanata.
Ranije su dotični minerali pronađeni u meteoritnim uzorcima iz Afrike — a najnoviji primerci sadržali su kristale koji su možda do 1.000 puta veći od ranije zabeleženih. Takvi nalazi potvrdili su prirodno postojanje heksagonskog oblika ugljenika, ali su količine i kvalitet prethodnih uzoraka često onemogućavali detaljnu analizu.
Kineski tim je prevazišao te prepreke primenom precizno kontrolisanog procesa: nanometrske listove grafita izložili su pritisku od 20 gigapaskala (GPa) i temperaturi od 1.300 °C. Za poređenje, atmosferski pritisak na nivou mora iznosi otprilike 100 kilopaskala, pa je primenjeni pritisak otprilike 200.000 puta veći od atmosferskog.
Close-up of diamond - EgolenaHK/Shutterstock
Zašto je ovo važno?
Metod kojim su dobili lonsdaleit omogućio je stvaranje uzoraka dovoljno čistih i stabilnih za testiranje, za razliku od ranijih pokušaja koji su često dovodili do uništenja uzoraka ili mešanja sa drugim fazama ugljenika. Ispitivanja su pokazala da heksagonski dijamant može imati veću tvrdoću i otpornost na oštećenje u odnosu na konvencionalne kubične dijamante.
Moguće primene i ograničenja
Ako se proizvodnja lonsdaleita uspešno skalira u većim količinama, potencijalne primene obuhvataju:
- industrijske rezače i alate za obradu materijala — duži vek i veća efikasnost;
- komponente u elektronici koje zahtevaju visok termalni transfer i otpornost na habanje;
- napredne naučne i inženjerske primene gde su potrebni izuzetno tvrdi i stabilni materijali.
Međutim, naučnici ističu da su pred njima značajni izazovi: efikasno skaliranje proizvodnje, potvrda svojstava u većim količinama i procena troškova. Dalja istraživanja će morati da potvrde dugoročnu stabilnost i praktičnost industrijske upotrebe.
Ovo otkriće podseća da tragovi iz svemira — materijali iz meteorita — mogu da inspirišu nove tehnološke pravce na Zemlji, ali i da je put od laboratorijskog uspeha do komercijalne primene često zahtevan i dugotrajan.
Pomozite nam da budemo bolji.
