Bắn graphite vào vật cản, nhóm nghiên cứu tạo ra thứ tinh thể lập kỷ lục cứng hơn cả kim cương

Không chỉ là trang sức cho các chị em, kim cương còn có nhiều ứng dụng thực tiễn. Nhờ độ cứng cao, khoáng thạch này được sử dụng làm lưỡi cắt công nghiệp, hay làm mũi khoan công nghiệp chuyên dụng.

Kim cương là vật liệu có giá trị cao, khoa học đã từ lâu tìm cách tạo ra một loại vật liệu cứng tương tự. Giờ đây họ đã có thể tạo ra một thứ còn tốt hơn kim cương tự nhiên.

Khoa học tin rằng lonsdaleite, hay còn gọi là kim cương lục giác - hexagonal diamond, còn cứng hơn cả kim cương. Thế nhưng thứ vật liệu hiếm có tồn tại ít ỏi ngoài tự nhiên, chúng thường hiện hữu ở những hố va chạm thiên thạch, và lượng londasleite không đủ để thử độ cứng. Các nhà khoa học tới từ Viện Vật lý Xung động thuộc Đại học Bang Washington đã tạo ra londasleit để đo đạc, củng cố niềm tin vốn có.

Kim cương được sử dụng làm lưỡi cắt công nghiệp, hay làm mũi khoan công nghiệp chuyên dụng.

Một loại kim cương nhân tạo mới

Các nhà nghiên cứu tại Viện Vật Lý Xung động tại Đại học Bang Washington đã tổng hợp được một loại kim cương cấu trúc lục giác đủ lớn để có thể nghiên cứu về độ cứng trong thí nghiệm.

“Kim cương là một loại vật liệu rất đặc biệt,” Yogendra Gupta, trưởng viện và là tác giả của nghiên cứu, cho biết. “Không chỉ là vật liệu cứng nhất - kim cương còn có các thuộc tính quang học đặc biệt và khả năng dẫn nhiệt rất tốt. Giờ đây chúng tôi đã tổng hợp được một dạng kim cương cấu trúc lục giác qua phương pháp gây chấn động đột ngột, vật liệu này cứng và bền hơn đáng kể so với kim cương trang sức thông thường”.

Kim cương là một loại vật liệu rất đặc biệt.

Sử dụng thuốc súng và khí nén, nhóm nghiên cứu của Gupta bắn các đĩa graphite có kích cỡ bằng đồng xu vào một vật liệu trong suốt với tốc độ 15.000 dặm/giờ. Ngay khi có va chạm, các xung động truyền qua các đĩa này và tạo ra lonsdaleite.

Kiểm nghiệm độ cứng với sóng âm

Vật liệu càng cứng thì âm thanh càng dễ truyền qua. Dựa vào lẽ đó, các nhà nghiên cứu sử dụng va chạm mạnh tạo ra sóng âm, rồi theo dõi quãng đường nó truyền qua lonsdaleite. Kết quả cho thấy vật liệu này có độ cứng cao hơn kim cương.

Do các vật liệu cứng hơn cũng bền, khó xước hơn, nhóm kết luận lonsdaleite cứng cáp hơn kim cương tới 58% - một kỷ lục mới. Họ đã đăng các phát hiện trên tạp chí Physical Review Letters.

Lonsdaleite ứng dụng tốt hơn kim cương tới 58%.

Chúng ta không cần lo lắng liệu các siêu kim cương được tổng hợp trong phòng thí nghiệm sẽ khiến trang sức đang có trở nên vô giá trị. Lonsdaleite chỉ tồn tại trong vài nano giây trước khi va chạm mạnh phá hủy chúng, thời gian ngắn ngủi chỉ để các nhà khoa học đo đạc được độ cứng. Giáo sư Gupta cho rằng nếu kéo dài được khoảng thời gian tồn tại của londasleite, ta sẽ có vật liệu quý long lanh giá mà cứng cáp hơn cả kim cương.

Yogendra Gupta đặt câu hỏi: “Nếu chúng ta có thể sản xuất và làm bóng chúng, tôi nghĩ chúng sẽ được ưa chuộng hơn cả kim cương thường, có cấu trúc tinh thể dạng khối. Nếu ai đó nói với bạn rằng bạn có thể chọn một trong hai, bạn sẽ chọn loại kim cương nào?”

• "Siêu trộm vẹt" lén cuỗm sạch kim cương rồi giấu chỗ hiểm khiến chủ mỏi mắt tìm không ra
• Liệu có tồn tại kim cương dưới đáy đại dương không?
• Kim cương tự nhiên hình thành như thế nào?