Il materiale più resistente della natura ora ha una forte concorrenza. Per la prima volta, i ricercatori hanno prove concrete che i diamanti esagonali prodotti dall'uomo sono più rigidi dei comuni diamanti cubici trovati in natura e spesso usati in gioielleria.

Chiamato per la loro struttura cristallina a sei facce, diamanti esagonali sono stati trovati in alcuni siti di impatto di meteoriti, e altri sono stati realizzati brevemente in laboratorio, ma questi erano o troppo piccoli o avevano un'esistenza troppo breve per essere misurati.

Ora gli scienziati dell'Institute for Shock Physics della Washington State University hanno creato diamanti esagonali abbastanza grandi da misurare la loro rigidità usando le onde sonore. I loro risultati sono dettagliati in un recente articolo in Revisione fisica B.

"Il diamante è un materiale davvero unico, " disse Yogendra Gupta, direttore dell'Institute for Shock Physics e corrispondente autore dello studio. "Non è solo il più forte:ha bellissime proprietà ottiche e un'altissima conduttività termica. Ora abbiamo realizzato la forma esagonale del diamante, prodotto in esperimenti di compressione d'urto, che è significativamente più rigido e più forte dei normali diamanti gemma."

I ricercatori desiderano da tempo creare un materiale più resistente dei diamanti naturali, che potrebbe avere una varietà di usi nell'industria. Mentre molti teorizzavano che i diamanti esagonali sarebbero stati più forti, lo studio WSU fornisce la prima prova sperimentale che lo siano.

L'autore principale Travis Volz, ora ricercatore post-dottorato presso il Lawrence Livermore National Laboratory, ha concentrato il suo lavoro di tesi alla WSU sulla creazione di diamanti esagonali dalla grafite. Per questo studio, Volz e Gupta usarono polvere da sparo e gas compresso per spingere piccoli dischi di grafite delle dimensioni di una monetina a una velocità di circa 15, 000 miglia all'ora su un materiale trasparente. L'impatto ha prodotto onde d'urto nei dischi che molto rapidamente li hanno trasformati in diamanti esagonali.

Immediatamente dopo l'impatto, i ricercatori hanno prodotto una piccola onda sonora e hanno utilizzato dei laser per misurarne il movimento attraverso il diamante. Il suono si muove più velocemente attraverso il materiale più rigido. In precedenza il suono si muoveva più velocemente attraverso il diamante cubico; nei diamanti esagonali creati in laboratorio si muoveva più velocemente.

Ogni processo è avvenuto in diversi miliardesimi di secondo, o nanosecondi, ma i ricercatori sono stati in grado di effettuare le misurazioni della rigidità prima che l'impatto ad alta velocità distruggesse il diamante.

La rigidità è la capacità di un materiale di resistere alla deformazione sotto una forza o una pressione, ad esempio, una roccia è più rigida della gomma poiché la gomma si piega quando viene premuta. La durezza è la resistenza ai graffi o ad altre deformazioni superficiali.

I materiali generalmente più rigidi sono anche più duri, disse Volz. Sebbene i ricercatori non siano stati in grado di graffiare i diamanti per testare direttamente la durezza, misurando la rigidità dei diamanti, possono fare inferenze sulla loro durezza.

Se la scienza avanza al punto in cui i diamanti esagonali realizzati in laboratorio possono essere creati e recuperati, potrebbero avere una vasta gamma di usi.

"I materiali duri sono utili per le capacità di lavorazione, " ha detto Volz. "Il diamante è stato usato per molto tempo nelle punte da trapano, Per esempio. Poiché abbiamo scoperto che il diamante esagonale è probabilmente più duro del diamante cubico, potrebbe essere un'alternativa superiore per la lavorazione, perforazione o qualsiasi tipo di applicazione in cui viene utilizzato il diamante cubico."

Mentre i vantaggi industriali sono chiari, Gupta ha affermato che è ancora possibile che un giorno i diamanti esagonali possano essere utilizzati sugli anelli di fidanzamento. Attualmente i diamanti cubici fabbricati in laboratorio hanno un valore inferiore rispetto ai loro pari naturali, ma i diamanti esagonali sarebbero probabilmente più nuovi.

"Se un giorno potremo produrli e lucidarli, Penso che sarebbero più richiesti dei diamanti cubici, " disse Gupta. "Se qualcuno ti dicesse, 'Guarda, Ti darò la possibilità di scegliere tra due diamanti:uno è molto più raro dell'altro.' Quale sceglieresti?"