Jaký je nejsilnější známý materiál?

Odpověď na tuto otázku závisí na tom, jak definujete „silný“, ale nejtvrdším nebo nejméně stlačitelným známým materiálem od tohoto psaní (prosinec 2007) jsou agregované diamantové nanorody (ADNR), alotróp (uhlík) tvořený vysoce komprimované a vzájemně propojené nanotrubice. Agregované diamantové nanorody mají objemový modul nebo míru tvrdosti 491 gigapascalů (GPa), zatímco konvenční diamant má modul pouze 442 GPa. Agregované diamantové nanorody mohou poškrábat diamant i ultrahard fullerit, další allotrope uhlíku, který byl předchozím držitelem rekordu pro tvrdost.

Agregované diamantové nanorody byly poprvé syntetizovány fyziky v roce 2005 na University of Bayreuth v Německu. Tým vedl Natalia Dubrovinskaia a použil na míru vytvořený kovadlinový lis na 5 000 kilogramů (5 milionů kilogramů) na vzorku sestávající z konvenčních fullerenů (také známý jako buckyballs, prvek C60). Komprimací těchto buckyballs a jejich zahřátím na 2500 stupňů Kelvina bylo možné vytvořit tento nový allotrope uhlíku. Materiál sestává z uhlíkových nanotrubic s průměry od 5 do 20 nanometrů a délkou asi jeden mikrometr.

Fyzický vzhled agregovaných diamantových nanorodů je podobný vzhledu kovu, který rozptyluje různé barvy světla a dává mu mírně duhovitý povrch. To, že se jeví jako kov, je neobvyklé, protože ostatní allotropy uhlíku (saze, grafit, diamant atd.) Zřídka ano, až na možná grafit.

Agregované diamantové nanorody jsou také hustší než diamant s faktorem 0,2 - 0,4%, což z nich činí nejhustší známou formu uhlíku. Přispívajícím faktorem k tvrdosti materiálu je náhodná orientace nanorodů, které jej tvoří. Protože fyzikální struktura nanorodů je jemná síťovina, jako je Kevlar®, je materiál na rozdíl od diamantu také odolný vůči roztříštění.

Testování ukázalo, že použití agregovaných diamantových nanorodů s hroty pro obrábění oceli dává kus nástroje, který se opotřebuje pomaleji než diamant a umožňuje vyšší přesnost. Když se stane ekonomicky proveditelné hromadně vyrábět agregované diamantové nanorody, mohou skutečně nahradit diamanty jako průmyslové brusivo a materiál pro popisky nástrojů.