Cosa sono i nanorodi di diamante aggregati?
Il materiale meno comprimibile noto, con un modulo di massa di 491 gigapascals (GPa) sono i nanorodi di diamante aggregati. Sono ciò che ottieni quando comprimi buckytubes, un allotropio di carbonio, a 20 GPa, a una temperatura di 2.500 Kelvin, usando una pressa a incudine da 5.000 tonnellate progettata appositamente per lo scopo. Il risultato finale è uno spaghetti di nanotubi di diamante interconnessi, con diametri compresi tra 5 e 20 nanometri e lunghezze di circa un micrometro ciascuno.
Un modulo di massa di questi nanorod, 491 GPa, è circa tre volte quello di ferro, che è 160 GPa. Il diamante convenzionale ha un modulo di massa di 442 GPa. Un modulo di massa di 491 GPa significa che sarebbe necessario un aumento della pressione di 49,1 GPa per comprimere il materiale di un fattore del 10%, un aumento della pressione di 98,2 GPa per aumentarlo del 20% e così via. Per fare un confronto, la pressione a livello del mare (1 atmosfera) è pari a circa 100 kPa (kilopascal) e ogni 10 metri di discesa nell'oceano aumenta la pressione di un'altra atmosfera. Quindi il punto più basso nell'oceano, a circa 10 km (6,2 miglia) di profondità, subisce un aumento della pressione di 100 MPa sulla superficie, il che sarebbe sufficiente a comprimere una sfera solida di nanorods di diamante aggregati di un fattore dello 0,002%.
Ottengono la loro forza dal famoso legame sp 2 , il legame più forte in tutta la chimica. Questo è un legame carbonio-carbonio, che si trova anche nella grafite (lungo piani 2D spessi di atomi), in diamante (3D) e fibra di nanotubi di carbonio (che è stato proposto come materiale da costruzione per elevatori spaziali). Il legame sp 2 non è solo il legame chimico più forte conosciuto, è anche il legame chimico più forte possibile , quindi questi nanorodi potrebbero non solo essere il materiale meno comprimibile che gli scienziati attualmente conoscono, ma il materiale meno comprimibile. L'unica eccezione potrebbe essere la materia esotica all'interno delle stelle super-dense, a volte chiamata neutronium.
Sorprendentemente, questi nanorod sono persino più densi del diamante puro di un fattore dello 0,3%. Il loro aspetto è scuro con una leggera dispersione di luce simile ad un arcobaleno, simile a una chiazza di petrolio sull'asfalto. Altre sostanze meno comprimibili del diamante, ma più dei nanorods di diamanti aggregati, includono il diamante di tipo IIa e la fullerite ultrahard.