Le diamant brillamment brillant est plus que jolie; C'est l'un des minéraux les plus durs de la Terre, avec un nom dérivé du mot grec Adámas, ce qui signifie incassable. Les scientifiques ont maintenant conçu une forme plus dure de diamant connu sous le nom de diamant hexagonal en vrac (HD) – une structure cristalline qui a été théorisée depuis plus d'un demi-siècle pour avoir des propriétés physiques supérieures à celles du diamant conventionnel.
Dans une étude publiée dans Naturedes chercheurs de la Chine ont synthétisé le diamant hexagonal en vrac, allant de 100 µm à la taille d'un MM, avec une structure hautement ordonnée en compressant et en chauffant des monocristaux de graphite de haute qualité dans des conditions de pression aussi uniformes que possible.
Le matériau conçu, qui était récupérable dans des conditions ambiantes, a dévoilé le monde structurel précédemment insaisissable de la HD, ouvrant de nouvelles avenues pour explorer son potentiel en tant que matériau technologiquement supérieur.
En plus d'être un élément éblouissant dans les bijoux, les diamants, en raison de leurs propriétés chimiques et physiques inégalées, sont recherchées dans un large éventail d'applications, y compris les biocapteurs, l'informatique quantique et les processus industriels en tant que superabrasives et bits de forage.
Ces propriétés proviennent de sa structure atomique cubique unique, où chaque atome de carbone est lié à quatre autres atomes de carbone via SPR3 Obligations, donnant lieu à un réseau tétraédrique rigide.
Ces structures forment ensuite des couches en nid d'abeille qui se cachent les unes sur les autres pour construire des cristaux de diamant cubes. Les plans de clivage naturels créés par ces structures en couches sont également la raison de la limite de force de Diamond, ce qui suggère que la recherche peut être rectifiée en renforçant et en raccourcissant sélectivement les liaisons intercouches. Ce changement, cependant, transformerait le diamant cube en une symétrie cristalline hexagonale.
Des transformations similaires ne sont pas de nature invisible, par exemple, HD, également connue sous le nom de Lonsdaleite, se trouve dans le canyon diablo météorite, où il a été nommé.
Une étude 2022 a suggéré que les températures élevées et les compressions de choc créées pendant l'impact des météores transforment le graphite dans la météorite en HD.
Les scientifiques ont tenté d'imiter des conditions explosives et à haute pression similaires dans les laboratoires pour produire du lonsdaleite artificiel, mais la plupart des échantillons sont trop petits et souvent impurs, ce qui rend difficile d'isoler et d'étudier les véritables propriétés de la HD.
Maintenant, les chercheurs ont synthétisé avec succès un HD en vrac hautement ordonné et presque pur, qui a été récupéré intact dans des conditions ambiantes. À partir du graphite hexagonal monocristallin, ils ont créé un environnement quasi-hydrostatique contrôlé – appliquant la pression aussi uniformément que possible pour minimiser les variations de contrainte, en utilisant à la fois une cellule d'enclume de diamant (DAC) et une presse multi-volume à grand volume.
L'échantillon en vrac consistait en une triple intercroquerie de cristaux densément emballés, chacun de 100 nanomètres d'environ 100 nanomètres, principalement composés de HD avec des imperfections mineures, y compris des traces de diamant cubique.
L'étude des mécanismes de niveau moléculaire via la spectroscopie a révélé une conversion complète de SP2 liens dans SP3 liaisons, indiquant une transformation cristallographique directe du graphite en diamant.
Ils ont également constaté que les liaisons intercouches de HD étaient plus fortes et plus courtes que celles du diamant cubique conventionnel, ce qui s'est reflété dans le test de dureté de Vickers – qui mesure la résistance d'un matériau à la déformation plastique – où les valeurs de HD étaient légèrement plus élevées.
Les chercheurs notent que cette étude démontre sans ambiguïté l'existence de la HD en tant que phase de bonne foi du carbone avec une dureté supérieure, similaire à celle du diamant cubique. Ils croient que l'expérimentation de niveaux de purification du précurseur de graphite et de réglage fin des conditions de pression-température peut conduire à la création d'une HD encore plus élevée avec des propriétés supérieures.
Écrit pour vous par notre auteur Sanjukta Mondal, édité par Sadie Harley, et vérifié et examiné par Robert Egan – cet article est le résultat d'un travail humain minutieux. Nous comptons sur des lecteurs comme vous pour garder le journalisme scientifique indépendant en vie. Si ce rapport vous importe, veuillez considérer un don (surtout mensuel). Vous obtiendrez un sans publicité compte comme un remerciement.
