Jaki jest najsilniejszy znany materiał?

Odpowiedź na to pytanie zależy od tego, jak zdefiniujesz „silny”, ale najtwardszym lub najmniej ściśliwym, znanym materiałem w tym piśmie (grudzień 2007 r.) Są agregowane nanopory diamentowe (ADNR), alotrop (odmiana) węgla składający się z wysoce skompresowane i powiązane nanorurki. Agregowane diamentowe nanopłytki mają moduł objętościowy lub miarę twardości wynoszący 491 gigapaskali (GPa), podczas gdy konwencjonalny diament ma tylko moduł 442 GPa. Zagregowane diamentowe nanopłytki mogą zarysować zarówno diament, jak i ultratwardy Fullerit, kolejny alotrop węgla, który był wcześniej rekordzistą w zakresie twardości.

Agregowane diamentowe nanopory zostały po raz pierwszy zsyntetyzowane przez fizyków w 2005 r. Na Uniwersytecie w Bayreuth w Niemczech. Zespół prowadzony przez Natalię Dubrovinskaia zastosował specjalnie zaprojektowaną prasę kowadełkową o tonażu 5000 ton (5 milionów kilogramów) na próbce składającej się z konwencjonalnych fulerenów (zwanych również kulkami bucky, element C60). Dzięki ściśnięciu tych kulek i podgrzaniu ich do 2500 stopni Kelvina możliwe było stworzenie tego nowego alotropu węgla. Materiał składa się z nanorurek węglowych o średnicy od 5 do 20 nanometrów i długości około mikrometra każda.

Wygląd fizyczny zagregowanych diamentowych nanoporów jest podobny do metalu, który rozprasza różne kolory światła, nadając mu nieco tęczową powierzchnię. To, że wygląda jak metal, jest niezwykłe, ponieważ inne alotropy węgla (sadza, grafit, diament itp.) Rzadko się zdarzają, z wyjątkiem grafitu.

Agregowane diamentowe nanopory są również gęstsze od diamentu o współczynnik 0,2–0,4%, co czyni je najbardziej znaną formą węgla. Uważa się, że czynnikiem przyczyniającym się do twardości materiału jest przypadkowa orientacja tworzących go nanorodków. Ponieważ struktura fizyczna nanorodków jest drobną siatką, podobnie jak Kevlar®, materiał jest również nietłukący, w przeciwieństwie do diamentu.

Testy wykazały, że użycie zagregowanych diamentowych narzędzi z końcówkami nanorodków do obróbki stali daje narzędzie, które zużywa się wolniej niż diament i pozwala na większą precyzję. Kiedy staje się ekonomicznie wykonalne masowe wytwarzanie zagregowanych nanopłatków diamentowych, mogą one faktycznie zastąpić diamenty jako ścierniwo przemysłowe i materiał na etykietki narzędzi.