Kinezi su, izgleda, izradili dosad neuhvatljivi heksagonalni dijamant
Istraživači u Kini tvrde kako su izradili prve uzorke čistog šesterokutnog dijamanta ikad, teoretski rijetke varijante superjakog dijamanta pronađenog u meteoritima s razbijenih patuljastih planeta
Prirodni dijamant toliko se dugo smatra najtvrđim prirodnim materijalom na Zemlji da Mohsova ljestvica tvrdoće - koja ocjenjuje otpornost minerala na grebanje - koristi dijamant kao gornju granicu ljestvice. Naziva ga se i kubičnim dijamantom zbog urednog rasporeda ugljikovih atoma u kubičnoj strukturi. Nasuprot tome, heksagonalni dijamant ima strukturu atoma ugljika u laticama heksagonalnog oblika, slično kao pčelinje saće.
Američki istraživači su 1962. godine postavili su teoriju prema kojoj bi slojevi ugljikovih atoma koji čine dijamant mogli biti organizirani u heksagonalnu rešetku umjesto u kubičnu, zahvaljujući tome kako ugljik stvara veze s drugim ugljikovim atomima. Pet godina kasnije u laboratorijskim uvjetima otkriven je šesterokutni dijamant - lonsdaleit.
Nova studija, objavljena u časopisu Nature, bavila se problemom stvaranjem nekoliko čistih šesterokutnih dijamantnih uzoraka promjera 1,5 milimetara - dovoljno velikih za mjerenje svojstava materijala uzoraka. Tim je otkrio kako je heksagonalni dijamant tvrđi od kubičnog dijamanta i znatno se više odupire oksidaciji nego kubični dijamant. To znači kako šesterokutni dijamant može podnijeti puno više temperature, a da mu se površina ne zaprlja reakcijom s kisikom, što je važno za primjene poput bušenja.
Studija također pruža dokaze kako je šesterokutni dijamant stvaran materijal. Prema studiji, "strukturne i spektroskopske analize, potkrijepljene velikim molekularno-dinamičkim simulacijama, nedvosmisleno potvrđuju identitet heksagonalnog dijamanta".
Kako bi napravili uzorke, istraživači su komprimirali grafit s uredno raspoređenim atomima ugljika 10 sati na 20 gigapaskala, ili oko 200 tisuća puta više od Zemljinog atmosferskog tlaka na razini mora, i podvrgli ga temperaturama u rasponu od 1300 do 1900 stupnjeva Celzija. Na višim temperaturama i pritiscima, lonsdaleit se počeo pretvarati u kubični dijamant.
Heksagonalni dijamant mogao bi poboljšati procese i alate koji se trenutačno oslanjaju na kubični dijamant, poput alata za bušenje i rezanje, poliranje abrazivnih premaza i odvođenje topline iz elektronike. Njegova prisutnost u meteoritima također nam može reći mnogo o tome kako je meteorit nastao i odakle je došao, dajući više tragova o nastanku Sunčevog sustava.
Nova studija također pruža "praktičnu strategiju za proizvodnju u masovnom obliku", otvarajući put za veće uzorke, više znanstvenog istraživanja i industrijske primjene.