Vad är Aggregated Diamond Nanorods?
Det minst kända kompressibla materialet, med en bulkmodul av 491 gigapascals (GPa) är aggregerade diamantnanoroder. Det är vad du får när du komprimerar buckytubes, en allotrop av kol, vid 20 GPa, under en temperatur av 2500 Kelvin, med en 5 000 ton städpress som är utformad speciellt för ändamålet. Slutresultatet är en spaghetti av sammankopplade diamantnanorör, med diametrar mellan 5 och 20 nanometer och längder på ungefär en mikrometer vardera.
En bulkmodul av dessa nanoroder, 491 GPa, är ungefär tre gånger den för järn, vilket är 160 GPa. Konventionell diamant har en bulkmodul på 442 GPa. En bulkmodul på 491 GPa betyder att en tryckökning på 49,1 GPa skulle vara nödvändig för att komprimera materialet med en faktor på 10%, en 98,2 GPa tryckökning skulle vara nödvändig för att öka det med 20%, och så vidare. Som jämförelse är trycket vid havsnivån (1 atmosfär) lika med cirka 100 kPa (kilopascals), och varje nedstigning i havet ökar trycket med en annan atmosfär på 10 meter. Så den lägsta punkten i havet, ungefär 6,2 mil (10 km) ner, upplever en tryckökning på 100 MPa över ytan, vilket skulle vara tillräckligt för att komprimera en fast sfär av aggregerade diamantnanoroder med en faktor på 0,002%.
De får sin styrka från den berömda sp 2- bindningen, den starkaste bindningen i all kemi. Detta är en kol-kol-bindning, som också finns i grafit (längs atomtjocka 2D-plan), i diamant (3D) och kol-nanorörfiber (som har föreslagits som byggmaterial för rymdhissar). Sp 2- bindningen är inte bara den starkaste kända kemiska bindningen, den är den starkaste möjliga kemiska bindningen, så dessa nanoroder är kanske inte bara det minst kompressibla materialet som forskare för närvarande känner, utan det minst kompresserbara materialet. Det enda undantaget kan vara det exotiska ämnet i supertäta stjärnor, ibland kallade neutronium.
Anmärkningsvärt är att dessa nanoroder är ännu tätare än ren diamant med en faktor på 0,3%. Deras utseende är mörkt med en lätt regnbåge-liknande spridning av ljus, liknande en olja slick på asfalt. Andra ämnen som är mindre komprimerbara än diamant, men mer än aggregerade diamant-nanoroder, inkluderar typ IIa-diamant och ultrahard fullerit.