Các nhà khoa học Úc làm ra loại kim cương cứng hơn cả kim cương

Khi được hỏi về thứ vật liệu gì cứng nhất quả Đất, không ít người ngần ngại trả lời rằng đó là kim cương – thứ đá tuyệt đẹp được gắn trên đồ trang sức cũng như các mũi khoan, lưỡi cưa cần sức công phá lớn.

Nhiều năm nay, các nhà khoa học vẫn đang tìm cách để cho nó cứng hơn nữa và giờ đây, đội ngũ các nhà khoa học tại Úc đã tạo ra một loại kim cương hiếm còn cứng hơn cả ... kim cương.

Đây là một loại kim cương thuộc nhóm kim cương sáu phương Lonsdaleit. Loại vật chất này được tìm thấy tại trung tâm của một số ít những hố thiên thạch xung quanh Trái Đất này. Điều đặc biệt của nó nằm ở cấu trúc tinh thể carbon được xếp thành các lưới mắt cáo sáu cạnh, trong khi các loại kim cương thông thường lại có cấu trúc carbon xếp thành lưới mắt cáo hình khối.

Chính cấu trúc tinh thể này đã khiến nó cứng hơn kim cương thường tới 58%.

Trước đây, Lonsdaleit chỉ được tìm thấy ngoài tự nhiên theo cách vừa nêu trên nhưng hiện tại, các nhà nghiên cứu đã tạo ra được phiên bản kích cỡ nano của Lonsdaleit trong phòng thí nghiệm. Thậm chí, theo như tính toán sơ bộ của các nhà khoa học, thì phiên bản mới của Lonsdaleit này còn cứng hơn cả phiên bản tự nhiên của nó.

Độ cứng của loại vật chất này được các nhà khoa học đảm bảo tuyệt đối, tới mức mà họ đưa ra đề nghị rằng các công ty có thể sử dụng ngay Lonsdaleit trong các khu khai thác mỏ hiện nay. Tại đó, tiềm năng cắt xuyên cả những vật chất cứng nhất của nó (kể cả kim cương) sẽ được tối đa hóa.

“Cấu trúc tinh thể sáu cạnh của nguyên tử trong loại kim cương này đã khiến nó cứng hơn kim cương thường rất nhiều lần”, trưởng ban nghiên cứu Jodie Bradby từ Đại học Quốc gia Úc nói.

“Chúng tôi có thể tạo ra loại kim cương này ở mức nano và thông thường, chúng ta có quy luật về những vật chất như thế này là ‘cứ nhỏ hơn thì sẽ cứng cáp mạnh mẽ hơn’”.

Lần đầu tiên loại kim cương siêu cứng Lonsdaleit này được phát hiện là ở Hẻm núi Diablo hồi năm 1967, các nhà nghiên cứu đã từng cố gắng tái tạo loại kim cương này trong phòng thí nghiệm nhưng kết quả chưa bao giờ khả quan. Chưa kể tới thách thức sản xuất khó khăn trong cách thức trước đây, đó là cần một nhiệt độ cực cao, khoảng 1.000 độ C để có thể đạt yêu cầu tạo ra loại kim cương kia.

Nhưng lần này, các nhà nghiên cứu tại Úc lại có một phương pháp tiếp cận vấn đề khác.

Họ đặt carbon vào một thiết bị có tên đe kim cương, làm từ hai mảnh kim cương ép vào nhau để tạo nên loại áp lực cao mà ta thường thấy trong lòng đất.

Đe kim cương.

Với thiết bị này, họ tạo ra được kim cương chỉ với nhiệt độ 400 độ C, chỉ gần một nửa so với phương pháp trước đó. ĐIều này khiến cho phương pháp sản xuất kim cương rẻ hơn, hiệu quả hơn và thậm chí, sản phẩm cuối cùng của họ cũng cứng cáp hơn nữa.

Hiện tại, đội ngũ nghiên cứu đang tiến hành thử nghiệm xem độ cứng của loại kim-cương-cứng-hơn-kim-cương này nhiều hơn bao nhiêu so với những vật liệu hiện tại. Nhưng trước mắt, ta có được kết quả rằng Lonsdaleit nhân tạo cứng hơn cả Lonsdaleit tự nhiên, mà Lonsdaleit tự nhiên lại cứng hơn kim cương thường, nên ta sẽ có những kết quả cực kì khả quan.

Tham khảo ScienceAlert