最強の既知の資料は何ですか?
この質問に対する答えは、「強い」をどのように定義するかによって異なりますが、この執筆時点(2007年12月)で最も硬い、または最も圧縮性が低い既知の材料は、凝集したダイヤモンドナノロッド(ADNR)、圧縮および連結されたナノチューブ。 凝集したダイヤモンドナノロッドの体積弾性率、または硬度は491ギガパスカル(GPa)ですが、従来のダイヤモンドの弾性率は442 GPaのみです。 凝集したダイヤモンドナノロッドは、ダイヤモンドと超硬フラーライトの両方を傷つける可能性があります。これは、硬度の以前の記録保持者であった別の炭素同素体です。
凝集したダイヤモンドナノロッドは、2005年にドイツのバイロイト大学で物理学者によって最初に合成されました。 Natalia Dubrovinskaia率いるチームは、従来設計のフラーレン(バッキーボール、C60要素とも呼ばれる)で構成されるサンプルに、カスタム設計の5000メートルトン(500万キログラム)のアンビルプレスを使用しました。 これらのバッキーボールを圧縮し、2500ケルビンまで加熱することで、この新しい同素体を作成することができました。 材料は、直径5〜20ナノメートル、長さ約1マイクロメートルのカーボンナノチューブで構成されています。
凝集したダイヤモンドナノロッドの物理的な外観は、さまざまな色の光を散乱する金属の外観に似ており、わずかに虹のような表面を与えます。 炭素の他の同素体(すす、グラファイト、ダイヤモンドなど)はめったにありませんが、おそらくグラファイトを除いて、金属のように見えることはまれです。
凝集したダイヤモンドナノロッドは、ダイヤモンドよりも0.2〜0.4%密度が高く、最も密度の高いカーボンの形になっています。 材料の硬度に寄与する要因は、それを構成するナノロッドのランダムな方向であると考えられています。 ナノロッドの物理的構造はケブラー®のように細かいメッシュであるため、ダイヤモンドとは異なり、材料も飛散防止されています。
テストでは、ダイヤモンドナノロッドを先端に付けた工具を使用して鋼を加工すると、ダイヤモンドよりもゆっくりと摩耗し、より高い精度を実現できる工具が得られることが示されています。 凝集したダイヤモンドナノロッドを大量生産することが経済的に実現可能になると、工業用研磨剤およびツールチップの材料としてダイヤモンドに取って代わることがあります。