Rugalmassá alakították a világ legkeményebb anyagát

Hajlékonnyá válik a világ legkeményebb természetben előforduló anyaga, a gyémánt, ha nanoméretű tűkké alakítják - mutatta be felfedezését egy nemzetközi kutatócsoport a Science című tudományos folyóiratban.

A Szingapúri Nanjang Technológiai Egyetem (NTU), a Hongkongi Városi Egyetem, az amerikai Massachusettsi Műszaki Egyetem (MIT) szakemberei és más kínai, amerikai, dél-koreai kutatók alkotta csoport elektronmikroszkóp segítségével videón rögzítette valós időben a folyamatot, amely bemutatja, amint az emberi hajszál ezredrészének megfelelő gyémánt nanotűk elhajlanak és a gumihoz hasonlóan nyúlnak, majd visszatérnek eredeti formájukba. 

Felfedezésük utat nyithat gyémántalapú eszközök használata előtt az érzékelésben, az adattárolásban, az optoelektronikában, és az ultraerős nanoszerkezetekben. 

Két év kutatás során a szakemberek felfedezték, hogy a néhány száz nanométer átmérőjű, keskeny gyémánttűk 9 százalékkal képesek elhajolni, nyújtózni anélkül, hogy eltörnének. A szabad szemmel jól látható gyémántkő rugalmassága egy százaléknál is kisebb, hasonlóan más kemény, rideg anyagokhoz, és ha megkísérlik hajlítani őket eltörnek.

A gyémánttűket egy speciális folyamatban, az úgynevezett kémiai gőzfázisú leválasztásban (CVD) növesztették, végső alakját maratással alkották meg. A kutatócsoport megmérte, mennyire képes minden egyes tű elhajlani, mielőtt összetörne.

"Olyan meglepőek voltak eredményeinek, hogy meg kellett ismételnünk kísérleteinek más feltételek között, hogy bizonyosak legyünk. Elvégeztük a mintadarabok részletes számítógépes szimulációját is, és hajlékonysági kísérleteket végeztünk, hogy megmérjük és meghatározzuk, hogy milyen nagy lehet az a nyújtási stressz és terhelés, amelynek a gyémánt nanotűk képesek ellenállni anélkül, hogy eltörnének" - idézte Szubra Szuresz, a szingapúri egyetem  professzorát az EurekAlert tudományos hírportál.

"Munkánk bizonyította, hogy ami lehetetlen a hagyományos makro-és mikroszkopikus méretekben, az nanoméretben megvalósítható, amikor a teljes mintadarab csak néhány tucat vagy néhány száz atomból áll és ahol nagy a térfogatarány" - tette hozzá a professzor.