Qual è il materiale più resistente conosciuto?
La risposta a questa domanda dipende da come si definisce "forte", ma il materiale più duro, o meno comprimibile, noto al momento della stesura di questo documento (dicembre 2007) sono i nanorodi di diamante aggregati (ADNR), un allotropio (varietà) di carbonio costituito da nanotubi compressi e interconnessi. I nanorodi di diamante aggregati hanno un modulo di massa, o misura di durezza, di 491 gigapascal (GPa), mentre il diamante convenzionale ha solo un modulo di 442 GPa. I nanorodi di diamante aggregati possono graffiare sia il diamante che la fullerite ultra dura, un altro allotropio di carbonio che era il precedente detentore del record per la durezza.
I nanorodi di diamanti aggregati sono stati sintetizzati per la prima volta dai fisici nel 2005 presso l'Università di Bayreuth in Germania. Il team, guidato da Natalia Dubrovinskaia, ha utilizzato una pressa a incudine da 5.000 chilogrammi (5 milioni di chilogrammi) progettata su misura su un campione costituito da fullereni convenzionali (noti anche come buckyball, l'elemento C60). Comprimendo questi buckyball e riscaldandoli a 2500 gradi Kelvin, è stato possibile creare questo nuovo allotropio di carbonio. Il materiale è costituito da nanotubi di carbonio con diametri compresi tra 5 e 20 nanometri e lunghezze di circa un micrometro ciascuno.
L'aspetto fisico dei nanorod di diamante aggregati è simile a quello di un metallo che disperde diversi colori di luce, dandogli una superficie leggermente arcobaleno. Che appaia come un metallo è insolito perché gli altri allotropi del carbonio (fuliggine, grafite, diamante, ecc.) Raramente lo fanno, tranne forse la grafite.
I nanorodi di diamante aggregati sono anche più densi del diamante di un fattore dello 0,2 - 0,4%, rendendoli la forma più densa di carbonio conosciuta. Un fattore che contribuisce alla durezza del materiale è l'orientamento casuale dei nanorod che lo compongono. Poiché la struttura fisica dei nanorodi è una maglia fine, come il Kevlar®, il materiale è anche infrangibile, a differenza del diamante.
I test hanno dimostrato che l'utilizzo di utensili a punta di nanorod di diamante aggregati per la lavorazione dell'acciaio produce un pezzo di utensile che si consuma più lentamente del diamante e consente una maggiore precisione. Quando diventa economicamente possibile produrre in serie nanorods di diamanti aggregati, possono effettivamente sostituire i diamanti come abrasivi industriali e materiali per la descrizione di utensili.