凝集ダイヤモンドナノロッドとは何ですか？

491ギガパスカル（GPa）の体積弾性率を持つ、知られている最も圧縮性の低い材料は、凝集したダイヤモンドナノロッドです。 それらは、目的のために特別に設計された5,000メートルトンのアンビルプレスを使用して、2,500ケルビンの温度の下で20 GPaで、炭素の同素体であるbuckytubesを圧縮するときに得られるものです。 最終結果は、直径5〜20ナノメートル、長さ約1マイクロメートルの相互接続されたダイヤモンドナノチューブのスパゲッティになります。

これらのナノロッドの体積弾性率491 GPaは、鉄の体積弾性率である160 GPaの約3倍です。 従来のダイヤモンドの体積弾性率は442 GPaです。 491 GPaの体積弾性率は、材料を10％圧縮するために49.1 GPaの圧力増加が必要であり、20％増加させるには98.2 GPaの圧力増加が必要であることを意味します。 比較のために、海面（1気圧）での圧力は約100 kPa（キロパスカル）に等しく、海洋で32.8フィート（10メートル）降下するごとに、別の大気による圧力が増加します。 そのため、海の最低地点である約6.2マイル（10 km）下では、表面全体で100 MPaの圧力上昇が発生します。これは、凝集したダイヤモンドナノロッドの固体球を.002％で圧縮するのに十分です。

彼らは、すべての化学で最も強い結合である有名なsp ²結合から力を得ます。 これは、グラファイト（原子厚の2D平面に沿って）、ダイヤモンド（3D）、およびカーボンナノチューブファイバー（宇宙エレベーターの建築材料として提案されている）にも見られる炭素-炭素結合です。 sp ²結合は、既知の最強の化学結合であるだけでなく、 可能な限り最強の化学結合です。したがって、これらのナノロッドは、科学者が現在知っている圧縮率が最も低い材料であるだけでなく、圧縮率が最も低い材料である可能性があります。 唯一の例外は、超新星の中のエキゾチックな物質であり、ニュートロニウムとも呼ばれます。

驚くべきことに、これらのナノロッドは、純粋なダイヤモンドよりも0.3％も高密度です。 それらの外観は暗く、わずかに虹のような光の散乱があり、アスファルト上の油膜に似ています。 ダイアモンドよりも圧縮性が低いが、凝集したダイアモンドナノロッドよりも圧縮性が高い他の物質には、タイプIIaダイアモンドと超硬フラーライトが含まれます。