Pochodzi z trzewi czerwonej gwiaździstejolbrzymy, które są częścią niezbędnych tłuszczów, aminokwasów i węglowodanów, mogą tworzyć miliony związków z różnymi pierwiastkami chemicznymi i, w zależności od struktury, mają zupełnie inne właściwości mechaniczne. Miękki i kruchy rdzeń ołówka oraz najtwardszy mineralny diament składają się z tego samego materiału budowlanego - węgla. Co sprawia, że diament jest tak wyjątkowy? Gdzie jest używany? Jaka jest jego wartość?
W tłumaczeniu ze starożytnego języka greckiego słowo „diament”oznacza „niezniszczalny”. Jeszcze przed starożytnością ludzie znali niesamowitą siłę tego kamienia. W starożytności diamenty były szeroko przedmiotem handlu w Indiach i Egipcie. I ten minerał przybył na europejskie przestrzenie po agresywnych kampaniach Aleksandra Wielkiego. Przyniósł kamienie jako magiczne artefakty. Starożytni Grecy nazywali ten najtwardszy minerał łzami bogów, którzy spadli na ziemię.
Ale sekret niezwyciężoności kamienia leży oczywiścienie w mistycyzmie i nie w związku ze światem duchowym. Przejrzysta struktura sieci czworościanu i silne wiązanie między atomami węgla zapewniają najwyższą wytrzymałość. Dzięki tej samej strukturze diament jest doskonałym przewodnikiem ciepła. Na przykład, gdyby można było zrobić łyżeczkę z całego kawałka diamentu, nie byłbyś w stanie mieszać z nią cukru w gorącej herbacie, ponieważ zostałbyś spalony w tym samym momencie, gdy łyżka dotknąłaby wrzącej wody.
Jak określić, który minerał jest najtrudniejszy?W XIX wieku utalentowany niemiecki mineralog Karl Friedrich Moos podjął tę kwestię. W 1811 roku naukowiec zaproponował użycie skali porównawczej do określenia twardości różnych minerałów. Składa się z dziesięciu punktów, z których każdy odpowiada określonemu minerałowi. Pierwsza (talk) jest najdelikatniejsza, a ostatnia odpowiednio najtwardsza. Weryfikacja jest przeprowadzana eksperymentalnie. Jeśli próbka (na przykład srebro) zostanie zarysowana fluorytem, który znajduje się na czwartej linii skali, ale nie jest uszkodzony przez gips (standard na skali to numer dwa), wówczas srebro ma twardość 3 w skali Mohsa.
Najtwardszym minerałem jest diament.Zajmuje dziesiąte miejsce. I chociaż stół Mohsa został wprowadzony do obiegu na początku XIX wieku, nadal ma szerokie zastosowanie. Należy jednak pamiętać, że ta tabela nie jest liniowa. Oznacza to, że 10. diament nie będzie dokładnie dwa razy twardszy niż apatyt 5. miejsca. Do określenia bezwzględnej wartości twardości stosuje się inne metody.
Przez długi czas diamenty były przywilejemwyłącznie rzemieślnicy biżuterii. Jednak wraz z rozwojem przemysłu ten najtwardszy minerał jest coraz częściej rozpatrywany nie tylko ze zwykłej strony estetycznej, ale także z punktu widzenia jego wyjątkowych właściwości fizycznych. Początkowo do produkcji narzędzi używano naturalnych diamentów, których nie można było ciąć. Są to kamienie, które miały takie wady, których jubiler nie mógł wyeliminować. Zaczęto nazywać je diamentami technicznymi.
Czas minął i potrzeba narzędzi zzwiększenie liczby diamentowych krawędzi tnących i wiercących. Na przykład w branży budowlanej duże zapotrzebowanie na wiertła diamentowe. Ich przewaga nad ich odpowiednikami wykonanymi ze stopów metali twardych polega na tym, że podczas pracy wiertłem diamentowym w materiale nie powstają mikropęknięcia. Diament łatwo i czysto tnie każdy materiał, czy to kamień, beton czy metal. A brak mikropęknięć jest kluczem do trwałości konstrukcji. Ponadto sam proces pracy jest znacznie szybszy, dużo łatwiejszy i znacznie cichszy.
Na tej podstawie nie jest zaskakujące, że według danych za 2016 r. W samej Rosji produkowanych jest 1200 rodzajów różnych narzędzi i sprzętu, których główną częścią roboczą jest diament.
Najtwardszy minerał w przyrodzie nie jest odpowiednido użytku tylko na szorstkiej i twardej skale. Diament jest również niezastąpiony w instrumentach medycznych. Wszakże im cieńsze i dokładniejsze cięcie tkanki, tym lepiej organizm radzi sobie z regeneracją. W przypadku złożonych operacji na ważnych narządach szerokość nacięcia odgrywa jeszcze większą rolę.
Ponadto skalpel z cienką diamentową warstwą na ostrzu pozostaje ostry przez długi czas.
Rozwój diamentuukłady scalone. Używają małych diamentów jako podkładu. Technika wytworzona tą metodą jest bardziej odporna na zmiany temperatury i duże przepięcia. Diamenty można również wykorzystać do transmisji danych w telekomunikacji. Cechy tych kryształów umożliwiają jednoczesne przesyłanie sygnałów o różnych częstotliwościach tym samym kablem.
Również diament jest poszukiwany w chemiiprzemysł. Korozyjne środowisko, które łatwo niszczy szkło, absolutnie nie jest przerażające dla diamentu. Fizycy używają kryształów do przeprowadzania eksperymentów w fizyce kwantowej i eksploracji kosmosu.
Podczas tworzenia optyki teleskopu wymagania dladokładność i niezawodność materiałów stają się krytyczne. To tutaj do gry wkracza najtwardszy naturalny minerał, który wyróżnia się znakomitymi parametrami fizyko-chemicznymi.
Przy tak dużym zapotrzebowaniu na najtrudniejszecennego minerału, pojawiła się kwestia jego sztucznej syntezy. Należy pamiętać, że żadne zapasy kamieni nie są w stanie zaspokoić stale rosnącego popytu. Po długich eksperymentach naukowcom udało się stworzyć analog naturalnego diamentu, który ma wszystkie niezbędne cechy. Do tej pory produkcja sztucznych diamentów na potrzeby przemysłu stała się już powszechną praktyką.
Istnieje kilka technik syntezy tegominerał. Pierwsza jest najbliższa jej powstania w środowisku naturalnym. Synteza odbywa się przy użyciu bardzo wysokiej temperatury i ogromnego ciśnienia. Druga technika pozwala na wydobycie diamentu z pary. Znajduje zastosowanie w technologii folii - najcieńszą warstwą nanosi się kryształy na krawędzie tnące narzędzi. Ta metoda jest szczególnie poszukiwana w produkcji narzędzi chirurgicznych. Trzeci powoduje rozproszenie małych kryształów w wyniku detonacji i szybkiego chłodzenia.
Eksperymenty były kontynuowane i zostały zsyntetyzowaneazotek boru, który jest o 20% twardszy niż naturalny diament. Jednak jak dotąd ta substancja jest tak mała, że diament jest tradycyjnie uważany za najtwardszy minerał.
