Världens mest motståndskraftiga material har skapats på ett laboratorium: detta är vad det handlar om

När du tänker på det hårdaste materialet som finns på Jorden tänker du förmodligen på diamanten. Det är rätt svar, men bara om vi tar hänsyn till de element som bildas i naturen. Men om vi istället tar hänsyn till produkter som människan har skapat på konstgjord väg, blir svaret ett helt annat.

Varför är diamanter det hårdaste naturmaterialet i världen?

W.carter/ Wikimedia Commons - CC BY-SA 4.0

Diamanten är känd för sin otroliga hårdhet, en egenskap som kommer från dess täta och robusta kristallina struktur. I hjärtat av denna struktur finns kolatomer, vilka bildar extremt starka och täta kovalenta bindningar med varandra. Dessa bindningar skapar ett tredimensionellt nät som ger diamanten dess oöverträffade motståndskraft och deformation.

Det är denna unika molekylära konfiguration som gör diamanten till ett av de, för närvarande, mest kända hårdaste material.

Förutom dess hårdhet har diamanten ytterligare en viktig egenskap: en hög smältpunkt, vilket indikerar att diamanten behöver en väldigt hög temperatur för att smälta.

Denna egenskap i kombination med dess kristallina struktur, gör att detta material inte bara är extremt hårt, utan också motståndskraftigt under olika typer av påfrestningar, inklusive termiska.

Vad upptäckte forskarna i laboratoriet?

Pexels

Ett internationellt team forskare från Nordamerika, Europa och Ryssland, gjorde en revolutionerande upptäckt genom att utveckla ett ämne som kan konkurrera med diamanten för sin hårdhet.

Detta nya material är tillverkat av en speciell sort kolnitrit, en organisk halvledare, som har visat sig vara hårdare än kubisk bornitrid, ett material som är känt för att vara nästan lika hårt som diamanten.

Denna upptäckt är särskilt betydelsefull eftersom så tidigt som 1989 hade teoretiska fysiker hypoteser om att det fanns en liknande förening med dessa exceptionella egenskaper. Men först nu har forskare lyckats syntetisera det på ett effektivt sätt.

Forskningen som publicerades i tidskriften "Advanced Materials" leddes av Dominique Laniel från University of Edinburgh.

Hur skapades materialet som är mer motståndskraftig än diamanten?

Pixabay

För att skapa denna nya typ kolnitrat använde forskarna tekniker som liknar de som används för att syntetisera diamanter, med extremt höga tryck och väldigt höga temperaturer. Överraskande nog bibehöll föreningen sin exceptionella hårdhet även i rumstemperatur och under normala atmosfäriska förhållanden.

De potentiella användningsområdena för detta nya ämne är enorma, allt från beläggning av rymdskepp och fordon, till dess användning i solpaneler och skär- och borrverktyg.

Denna upptäckt representerar ett stort genombrott för vår tid, eftersom diamanten, känd för att vara den hårdaste naturliga substansen på Jorden, för närvarande också används i många tillämpningar, men de är dyra och svåra att tillverka.
Upptäckten av ett alternativt material kan därför öppna nya gränser inom ingenjörs- och materialvetenskap.