Οι κινεζικοί ερευνητές αναμείκνυσαν εκατοντάδες νάνο-δαϊμόνια σε κενό και αποκάλυψαν την αιτία της απώλειας σκληρότητάς τους

Οι κινεζικοί ερευνητές αποκαλύπτουν το μυστικό της «απώλειας σκληρότητας» των nano-διαμάντιων

*Κατά τη διάρκεια του πειράματος διαπιστώθηκε γιατί τα διαμάντια με μεγέθη από 4 έως 12 nm (κάθε εκατοντάδες φορές μικρότερα από τον ιό) γίνονται λιγότερο ελαστικά και συμπιεζόμενα πιο εύκολα.*

Τι έγινε
- Πείραμα

- 100 nano-διαμάντια πιέστηκαν μεταξύ δύο κυλίνδρων, κάθε ένας με διαμαντιούνη ακμή.

- Το σύστημα συνδέθηκε σε αισθητήρα δύναμης και μικροσκόπιο για μέτρηση της αντίστασης κατά τη συμπίεση.

- Οι εργασίες διεξήχθησαν σε άδειο χώρο, ώστε να εξαλείφονται οι επιρροές εξωτερικών παραγόντων.

- Μοντελοποίηση

- Τα ληφθέντα δεδομένα συγκρίθηκαν με υπολογιστικά μοντέλα της ατομικής δομής των κристαλών.

Κύριος συμπέρασμα
- Καθώς το μέγεθος μειώνεται, ο λόγος των ατόμων που βρίσκονται στην επιφάνεια (κελύτη) αυξάνεται.

- Οι συνδέσεις μεταξύ της κελύττας και του πυρήνα στα nano-διαμάντια είναι πιο ασθενείς από αυτές σε μεγαλύτερα πέτρες.

- Γι’ αυτό τα μικρά κρυστάλλια συμπιεζόμενουται πιο εύκολα: η αντίσταση τους μειώνεται περίπου κατά 30 % σε σύγκριση με μεγάλα διαμάντια.

Γιατί είναι σημαντικό
- Τα nano-υλικά αποτελούν βασικό συστατικό των μελλοντικών τεχνολογιών: κβαντικοί υπολογιστές, υπεργρήγοροι αισθητήρες και ασφαλείς επικοινωνίες.

- Διαθεσιμότητα: τα τεχνητά nano-διαμάντια σήμερα κοστίζουν σημαντικά χαμηλότερα, ανοίγοντας νέες δυνατότητες για την εφαρμογή τους.

> «Τα διαμάντια της καθημερινής διάστασης είναι γνωστά για τη εξαιρετική τους σκληρότητα, αλλά σε κλίμακα nano όλα αλλάζουν», – σημειώνει ο επικεφαλής της έρευνας Τσούνσιν Σαν από το Πανεπιστήμιο Τζεντζονγκ.

> «Έχουμε καταφέρει να δείξουμε ότι η ατομική δομή της επιφάνειας είναι υπεύθυνη για τη μείωση της ελαστικότητας».

Συμπέρασμα: Όσο μικρότερο το nano-διαμάντι, τόσο πιο εκδηλωτική είναι η ρόλος των επιφανειακών ατόμων και τόσο ασθενέστερες οι συνδέσεις τους με τον πυρήνα, οδηγώντας σε σημαντική μείωση της σκληρότητας. Αυτή η ανακάλυψη θα βοηθήσει στην βελτιστοποίηση της χρήσης nano-διαμαντιών σε υψηλοτεχνολογικές συσκευές.