Timanttia hyvin läheisesti muistuttava mineraali, lonsdaleiitti, saattaa olla puhtaana jopa 58 prosenttia timanttia kovempaa, kertoo tuore tietokonemallinnus. Mikäli näin on, materiaali olisi kovin mistään tunnettu aine – huomattavasti kovempi kuin timantinkaltainen hiili (dlc).
Kuva: Lonsdaleiitin rakenne – tekniikkatalous.fi
Painaumakovuuden numeerinen arvo on Physorg-sivuston uutisen mukaan 152 gigapascalia. Kokeellisesti kovuutta ei ole ollut mahdollista testata, sillä puhtaita lonsdaleiittikiteitä ei ole vielä löydetty eikä valmistettu riittävän suurina.
Luonnossa lonsdaleiittia esiintyy harvinaisena, mutta toisin kuin timantin tapauksessa, sen kovuus on erittäin herkkä pienille määrille epäpuhtauksia.
Tutkimuksen tekijät, Zichen Pan Jiaotongin yliopistosta Shanghaista sekä Changfeng Chen Nevadan yliopistosta, mallinsivat myös boorinitridiä, joka on kiteytynyt wurtziitti-rakenteen mukaan. Tämän mineraalin he ennakoivat olevan 18 prosenttia timanttia kovempaa.
Kahdesta superkovasta aineesta tutkijat arvelevat jälkimmäisen olevan hyödyllisempää leikkaus- ja hiontasovelluksissa, mikäli materiaaleja joskus kyetään valmistamaan teollisessa määrin. Syynä tähän on sen parempi kemiallinen kestävyys korkeissa lämpötiloissa. Tutkijoiden raportti on julkaistu Physical Review Letters -lehdessä.
Hiuksenhieno ero timanttiin
Lonsdaleiitti, kuten timanttikin, on hiilen allotrooppi, jossa kukin atomi yhdistyy yksinkertaisella kovalenttisella sidoksella neljään naapuriatomiin. Nämä kaksi ainetta kuitenkin erottaa niiden kolmiulotteinen kiderakenne: lonsdaleiitti tunnetaan myös heksagonisena timanttina, kun timantti itse on kuutiollisesti kiteytynyt.
Rakenteiden eroa havainnollistaa – ainakin kemistille – se, että timantin ja lonsdaleiitin voi ajatella muodostuvan päällekkäin sijaitsevista atomikerroksista. Kukin kerros koostuu hyvin suuresta määrästä yhteensulautuneita sykloheksaanirunkoja.
Lonsdaleiitissa nämä tasot sijaitsevat toistensa päällä siten, että rungot ovat vaakasuunnassa samassa kohdassa. Kuitenkin sykloheksaanille ominaiset mutkat ylös ja alas osuvat vastakkain.
Timantissa taas naapuritasojen rungot sijaitsevat toistensa kanssa vaakasuunnassa limittäin. Kuitenkin yhden tason erottamat kaksi tasoa sijaitsevat timantissa taas samassa kohtaa.
Sen enempää Physorg kuin asiasta myös uutisoinut New Scientist eivät selvittäneet, miksi lonsdaleiitti on luonnossa niin paljon harvinaisempaa kuin timantti.
Lähde: T&T
Breathing Earth 