Какой самый сильный из известных материалов?

Ответ на этот вопрос зависит от того, как вы определяете «прочный», но самым трудным или наименее сжимаемым известным материалом на момент написания этой статьи (декабрь 2007 г.) являются агрегированные алмазные наностержни (ADNR), аллотроп (разновидность) углерода, состоящий из сжатые и связанные нанотрубки. Агрегированные наностержни алмаза имеют объемный модуль или меру твердости 491 гигапаскалей (ГПа), в то время как обычный алмаз имеет модуль только 442 ГПа. Агрегированные алмазные наностержни могут поцарапать как алмаз, так и сверхтвердый фуллерит, еще один аллотроп углерода, который был предыдущим рекордсменом по твердости.

Агрегированные алмазные наностержни были впервые синтезированы физиками в 2005 году в Университете Байройта в Германии. Команда, возглавляемая Натальей Дубровинской, использовала изготовленный на заказ пресс для наковальни на 5000 метрических тонн (5 миллионов килограмм) на образце, состоящем из обычных фуллеренов (также известных как бакиболлы, элемент C60). Сжимая эти шарики и нагревая их до 2500 градусов Кельвина, можно было создать этот новый аллотроп из углерода. Материал состоит из углеродных нанотрубок диаметром от 5 до 20 нанометров и длиной около микрометра каждая.

Физический внешний вид агрегированных алмазных наностержней аналогичен металлу, который рассеивает свет разных цветов, придавая ему слегка радужную поверхность. То, что он выглядит как металл, необычно, потому что другие аллотропы углерода (сажа, графит, алмаз и т. Д.) Редко делают, за исключением, возможно, графита.

Агрегированные алмазные наностержни также плотнее алмаза в 0,2 - 0,4%, что делает их наиболее плотной из известных форм углерода. Считается, что одним из факторов, влияющих на твердость материала, является случайная ориентация наностержней, из которых он состоит. Поскольку физическая структура наностержней представляет собой мелкую сетку, как у Kevlar®, материал также является небьющимся, в отличие от алмаза.

Испытания показали, что использование агрегатированных алмазных наностержней для обработки стали дает инструмент, который изнашивается медленнее, чем алмаз, и обеспечивает более высокую точность. Когда становится экономически целесообразным массово производить агрегированные алмазные наностержни, они действительно могут заменить алмазы в качестве промышленного абразива и материала для подсказок.