Какое из известных веществ самое твердое

Наука

С некоторых пор уже не алмаз. В 2005 г. ученые из Университета Байройт в Германии, подвергнув чистый углерод воздействию необычайно высоких температур под давлением, создали новый материал. Его назвали «гипералмаз», или «агрегированные наностержни алмаза» (ADNR), и, хотя материал этот невероятно твердый, с виду он больше напоминает асфальт или блестящий черный пудинг.


С некоторых пор уже не алмаз. В 2005 г. ученые из Университета Байройт в Германии, подвергнув чистый углерод воздействию необычайно высоких температур под давлением, создали новый материал. Его назвали «гипералмаз», или «агрегированные наностержни алмаза» (ADNR), и, хотя материал этот невероятно твердый, с виду он больше напоминает асфальт или блестящий черный пудинг.

Давно не секрет, что с помощью давления и тепла можно превратить одну форму чистого углерода (графит) в другую (алмаз). Однако байройтская команда не использовала ни ту ни другую. Они взяли третью форму чистого углерода – фуллерит, также известный как бакминстерфуллерен или «бакиболы». Шестьдесят углеродных атомов образуют молекулу в форме футбольного мяча – или одного из множества геодезических куполов, спроектированных американским архитектором Ричардом Бакминстером Фуллером (1895–1983).

В алмазе атомы углерода организованы в кубики, уложенные в пирамидки; новое же вещество состоит из крошечных сцепленных друг с другом стерженьков. Из-за своих размеров они и получили название «наностержни»: nanos в переводе с греческого означает «карлик».

Каждый – в микрон (одна миллионная часть метра) длиной и 20 нанометров (20 миллиардных долей метра) толщиной, что примерно одна пятидесятитысячная часть толщины волоса человека.

Воздействие на фуллерит сверхвысоких температур (2220 °C) и сжатия (в 200 000 раз превышающего нормальное давление атмосферы) создало не только самое твердое, но и самое жесткое и плотное вещество из известных науке.

Плотность материала определяется тем, насколько тесно упакованы молекулы, и измеряется она с помощью рентгеновских лучей. ADNR на 0,3 % плотнее алмаза.

Жесткость – мера сжимаемости, величина силы, которая должна быть приложена равномерно со всех сторон, чтобы материал уменьшился в объеме. Основной единицей жесткости служит паскаль, по имени Блеза Паскаля (1623–1662), французского математика, который помог усовершенствовать барометр – прибор для измерения атмосферного давления. Показатель жесткости ADNR – 491 гигапаскаль (гПа), у алмаза он = 442 гПа, а у железа = 180 гПа. Таким образом, ADNR в три раза труднее сжать, чем железо.

Определить твердость несколько проще: если один материал оставляет царапину на другом, значит, первый тверже второго. В 1812 г. немецкий минералог Фридрих Моос (1773–1839) предложил десятибалльную шкалу относительной твердости минералов – шкалу Мооса.

Начинается она с мягчайшего талька (единица по шкале Мооса). Довольно мягок свинец (1,5); ноготь ранжируется в 2,5 (такая же твердость у золота); посередине шкалы – стекло и ножевая сталь (5,5). Простая наждачка (которую делают из корунда) – 9 единиц по шкале Мооса, ну а вершину шкалы, при показателе 10, занимает алмаз. Поскольку ADNR может процарапать алмаз, он, в буквальном смысле, «зашкаливает».

И наконец, еще более неутешительная новость для фанатов алмазов: эти бриллианты не «навсегда». Графит (который, как ни странно, – одно из наиболее мягких веществ, известных науке: он мягок, как тальк) химически намного устойчивее алмаза. На самом деле любой алмаз очень медленно превращается обратно в графит. Правда, процесс этот незаметен. Не стоит опасаться, что в один прекрасный день серьги у вас в ушах обернутся карандашами.

Источник:
Стивен Фрaй
Книга всеобщих заблуждений 2

Похожие факты в этом разделе

Какой горный пик является вторым по высоте

Вообще говоря, тоже Эверест. Главная вершина горы Эверест является высочайшей точкой поверхности Земли, измеренной от уровня моря. Она вздымается на высоту 8850 м. Второй по...

Интересные факты об укусах медузы

Что делать, если вас ужалит медуза? Ни в коем случае не мочиться на рану! Бытует городское поверье, что моча снимает боль от «поцелуя» медузы. На самом деле это не так. Более...

Интересная подборка разных интересных фактов

Какие шлемы носили викинги? Чего не бывает в казино? Где рождаются алмазы? Какова численность действующей армии Монако? Что такое тариф? Где обитают речные дельфины? Каких...

Приливы в Средиземном море - факты и мифы

Есть ли в Средиземном море приливы? Да – вопреки тому, о чем твердят все гиды. Большинство этих приливов/отливов очень малы, в среднем несколько сантиметров туда-сюда. Это...

Последние факты

Аргентина - подборка интересных фактов

Много ли мы знаем об Аргентине? А между тем, это восьмое по размерам государство, политические партии в нём имеют свои...

Гейзер Флай - рукотворное чудо природы

Это не фотошоп, не кадр из мультфильма, а реальная фотография. Этот феномен действительно существует в природе...

Мохенджо-Даро - тайны «Холма мёртвых» в Индии

Археологов давно волнует тайна города Мохенджо-Даро, погибшего 3500 лет назад. В 1922 г. индийский археолог Р....