Il diamante è apprezzato allo stesso modo da scienziati e gioiellieri, in gran parte per una gamma di proprietà straordinarie tra cui durezza eccezionale. Ora un team di scienziati australiani ha scoperto che il diamante può essere piegato e deformato, almeno su scala nanometrica.

La scoperta apre una gamma di possibilità per la progettazione e l'ingegnerizzazione di nuovi dispositivi su scala nanometrica nel rilevamento, difesa e stoccaggio di energia, ma mostra anche le sfide che attendono le future nanotecnologie, dicono i ricercatori.

Nanomateriali a base di carbonio, come il diamante, erano di particolare interesse scientifico e tecnologico perché, "nella loro forma naturale, le loro proprietà meccaniche potrebbero essere molto diverse da quelle su micro e nanoscala, ", ha affermato l'autore principale dello studio, pubblicato in Materiale avanzato , dottorato di ricerca lo studente Blake Regan della University of Technology Sydney (UTS).

"Diamond è il precursore per le applicazioni emergenti nella nanofotonica, sistemi meccanici microelettrici e schermatura dalle radiazioni. Ciò significa una vasta gamma di applicazioni nell'imaging medico, rilevamento della temperatura ed elaborazione e comunicazione di informazioni quantistiche.

"Significa anche che dobbiamo sapere come si comportano questi materiali su scala nanometrica, come si piegano, deformare, cambiare stato, crepa. E non abbiamo queste informazioni per il diamante a cristallo singolo, " ha detto Regano.

Il gruppo, che includeva scienziati della Curtin University e della Sydney University, lavorato con nanoaghi di diamante, circa 20 nm di lunghezza, o 10, 000 volte più piccolo di un capello umano. Le nanoparticelle sono state sottoposte a una forza di campo elettrico da un microscopio elettronico a scansione. Utilizzando questo unico, tecnica non distruttiva e reversibile, i ricercatori sono stati in grado di dimostrare che i nanoaghi, noto anche come nanopillar di diamante, potrebbe essere piegato al centro a 90 gradi senza rompersi.

Oltre a questa deformazione elastica, i ricercatori hanno osservato una nuova forma di deformazione plastica quando le dimensioni dei nanopilastri e l'orientamento cristallografico del diamante si sono verificati insieme in un modo particolare.

Il capo investigatore dell'UTS, il professor Igor Aharonovich, ha affermato che il risultato è stato l'emergere inaspettato di un nuovo stato di carbonio (denominato 08-carbonio) e ha dimostrato il "comportamento meccanico senza precedenti del diamante".

"Queste sono informazioni molto importanti sulle dinamiche di come i materiali nanostrutturati si distorcono e si piegano e di come l'alterazione dei parametri di una nanostruttura può alterare qualsiasi delle sue proprietà fisiche da meccaniche a magnetiche a ottiche. A differenza di molte altre fasi ipotetiche del carbonio, 08-carbon appare spontaneamente sotto sforzo con i legami a forma di diamante che si rompono progressivamente in modo simile a una cerniera, trasformando una vasta regione da diamante in 08-carbonio.

"Le potenziali applicazioni della nanotecnologia sono piuttosto diverse. I nostri risultati supporteranno la progettazione e l'ingegneria di nuovi dispositivi in ​​applicazioni come super-condensatori o filtri ottici o persino la filtrazione dell'aria, " Egli ha detto.