Wat zijn geaggregeerde Diamond Nanorods?

Het minst samendrukbare materiaal dat bekend is, met een bulkmodulus van 491 gigapascal (GPa), zijn geaggregeerde diamanten nanostaven. Ze zijn wat u krijgt wanneer u buckytubes, een allotrope van koolstof, comprimeert bij 20 GPa, bij een temperatuur van 2500 Kelvin, met behulp van een aambeeldpers van 5000 ton speciaal ontworpen voor het doel. Het eindresultaat is een spaghetti van onderling verbonden diamanten nanobuisjes, met diameters tussen 5 en 20 nanometer en lengtes van ongeveer een micrometer elk.

Een bulkmodulus van deze nanostaven, 491 GPa, is ongeveer drie keer die van ijzer, dat is 160 GPa. Conventionele diamant heeft een bulkmodulus van 442 GPa. Een bulkmodulus van 491 GPa betekent dat een drukverhoging van 49,1 GPa nodig zou zijn om het materiaal met een factor 10% samen te drukken, een drukverhoging van 98,2 GPa zou nodig zijn om het met 20% te verhogen, enzovoort. Ter vergelijking: de druk op zeeniveau (1 atmosfeer) is gelijk aan ongeveer 100 kPa (kilopascal) en elke 32,8 voet (10 meter) afdaling in de oceaan verhoogt de druk door een andere atmosfeer. Dus het laagste punt in de oceaan, ongeveer 10,2 mijl (10 km) lager, ervaart een druktoename van 100 MPa over het oppervlak, wat voldoende zou zijn om een ​​massieve bol van geaggregeerde diamanten nanostaafjes met een factor van 0,002% samen te drukken.

Ze halen hun kracht uit de beroemde sp ^2- binding, de sterkste binding in de hele chemie. Dit is een koolstof-koolstofbinding, ook gevonden in grafiet (langs atoom-dikke 2D-vlakken), in diamant (3D) en koolstof nanobuisvezel (die is voorgesteld als een bouwmateriaal voor ruimteliften). De sp ^2- binding is niet alleen de sterkst bekende chemische binding, het is de sterkst mogelijke chemische binding, dus deze nanostaafjes zijn misschien niet alleen het minst samendrukbare materiaal dat wetenschappers momenteel kennen, maar het minst samendrukbare materiaal, periode. De enige uitzondering kan de exotische materie in super-dichte sterren zijn, soms neutronium genoemd.

Opmerkelijk is dat deze nanodeeltjes zelfs een factor 0,3% dichter zijn dan zuivere diamant. Hun uiterlijk is donker met een lichte regenboogachtige verstrooiing van licht, vergelijkbaar met een olievlek op asfalt. Andere stoffen minder samendrukbaar dan diamant, maar meer dan geaggregeerde diamant nanostaafjes, omvatten type IIa diamant en ultrahard fulleriet.