Que sont les nanorodes diamantées agrégées?

Le matériau le moins compressible connu, avec un module de masse de 491 gigapascals (GPa), est constitué de nanorodes de diamant agrégées. C'est ce que vous obtenez lorsque vous compressez des buckytubes, un allotrope de carbone, à 20 GPa, sous une température de 2 500 kelvins, à l'aide d'une presse à enclume de 5 000 tonnes conçue spécialement à cet effet. Le résultat final est un spaghetti de nanotubes de diamant interconnectés, avec des diamètres compris entre 5 et 20 nanomètres et des longueurs d'environ un micromètre chacune.

Un module en vrac de ces nanorodes, 491 GPa, est environ trois fois supérieur à celui du fer, qui est de 160 GPa. Le diamant conventionnel a un module en vrac de 442 GPa. Un module de masse de 491 GPa signifie qu'une augmentation de pression de 49,1 GPa serait nécessaire pour comprimer le matériau d'un facteur 10%, une augmentation de pression de 98,2 GPa serait nécessaire pour l'augmenter de 20%, etc. À titre de comparaison, la pression au niveau de la mer (1 atmosphère) est égale à environ 100 kPa (kilopascals) et tous les 10 mètres de descente dans l'océan augmente la pression exercée par une autre atmosphère. Ainsi, le point le plus bas de l'océan, environ 10 km plus bas, subit une augmentation de pression de 100 MPa à la surface, ce qui suffirait à comprimer une sphère solide de nanorodes de diamant agrégées par un facteur de 0,002%.

Ils tirent leur force du fameux lien sp ² , le lien le plus fort de toute la chimie. Il s'agit d'une liaison carbone-carbone, également trouvée dans le graphite (le long de plans 2D épaisseurs d'atomes), dans le diamant (3D) et dans la fibre de nanotubes de carbone (proposée comme matériau de construction pour les ascenseurs spatiaux). La liaison sp ² n’est pas simplement la liaison chimique la plus forte connue, elle est également la liaison chimique la plus solide possible . Ces nanorodes sont donc peut-être non seulement le matériau le moins compressible que les scientifiques connaissent actuellement, mais aussi le matériau le moins compressible. La seule exception peut être la matière exotique à l'intérieur d'étoiles super-denses, parfois appelée neutronium.

Remarquablement, ces nanopodes sont encore plus denses que le diamant pur d'un facteur de 0,3%. Leur apparence est sombre avec une légère dispersion de lumière semblable à un arc-en-ciel, semblable à une nappe de pétrole sur l'asphalte. D'autres substances moins compressibles que le diamant, mais plus que les nanorodes de diamant agrégées, comprennent le diamant de type IIa et le fullerite ultra-dur.