A vörös csillagóriások mélyéről származik, a létfontosságú zsírok, aminosavak és szénhidrátok része, több millió vegyületet képezhet különböző kémiai elemekkel, és szerkezettől függően teljesen eltérő mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik. A puha és törékeny ceruzaszár és a legkeményebb ásványi gyémánt ugyanabból az építőanyagból - karbonból - készül. Mitől olyan egyedi egy gyémánt? Hol használják? Mi az értéke?
Elnyűhetetlen hővezető
Az ógörög fordításban a "gyémánt" szó jelentése "elpusztíthatatlan". Az emberek már az ókor előtt is ismerték ennek a kőnek a hihetetlen erejét. Az ókorban a gyémántokkal széles körben kereskedtek Indiában és Egyiptomban. És ez az ásvány Nagy Sándor agresszív hadjáratai után került az európai területekre. A köveket varázslatos tárgyakként hozta. Az ókori görögök ezt a legkeményebb ásványt az istenek könnyeinek nevezték, amelyek a földre hullottak.
De a kő legyőzhetetlenségének titka abban rejlik,természetesen nem a misztikában és nem a szellemi világgal kapcsolatban. A legnagyobb szilárdságot az elem átlátszó rácsszerkezete tetraéder formájában és a szénatomok közötti erős kötés biztosítja. Ugyanezen szerkezetének köszönhetően a gyémánt kiváló hővezető. Például, ha egyetlen darab gyémántból lehetne teáskanálnyit készíteni, akkor nem tudna vele cukrot keverni a forró teába, mert megégetné magát abban a pillanatban, amikor a kanál forrásban lévő vízhez ér.
Ásványi keménység összehasonlítása
Hogyan állapítható meg, hogy melyik ásvány a legkeményebb? A tehetséges német ásványkutató, Karl Friedrich Moos a XIX. században foglalkozott ezzel a kérdéssel. 1811-ben a tudós összehasonlító skála használatát javasolta a különféle ásványok keménységének meghatározására. Tíz pontból áll, amelyek mindegyike egy bizonyos ásványnak felel meg. Az első (talkum) a legpuhább, az utolsó pedig a legkeményebb. Az ellenőrzést kísérletileg végezzük. Ha egy mintát (például ezüstöt) megkarcol a fluorit, amely a skála negyedik sorában található, de nem károsítja a vakolat (kettes számú skála), akkor az ezüst keménysége 3 a Mohs-skálán.
A legkeményebb ásvány a gyémánt. A tizedik helyen áll. És bár a Mohs-tábla a tizenkilencedik század elején került forgalomba, továbbra is széles körben alkalmazható. Érdemes azonban megjegyezni, hogy ez a táblázat nem lineáris. Ez azt jelenti, hogy a tízes számú gyémánt nem lesz pontosan kétszer olyan kemény.apatit, amely az ötödik helyen áll a táblázaton. Más módszereket használnak a keménység abszolút értékének meghatározására.
Királyoktól munkásokig
A gyémánt sokáig kizárólag az ékszermesterek kiváltsága volt. Az ipar fejlődésével azonban ezt a legkeményebb ásványt nemcsak a megszokott esztétikai oldalról, hanem egyedi fizikai tulajdonságaiból is egyre inkább figyelembe vették. Eleinte a szerszámok gyártása során olyan természetes gyémántokat használtak, amelyeket nem lehetett vágni. Ezek olyan kövek, amelyeknek olyan hibái voltak, hogy lehetetlen volt eltávolítani az ékszerészt. Műszaki gyémántként váltak ismertté.
Az idő előrehaladtával egyre nőtt a gyémánt vágó- és fúróélű szerszámok iránti igény. Például az építőiparban nagy a kereslet a gyémántfúrók iránt. Előnyük a keményfémötvözetekből készült társaikkal szemben, hogy gyémántfúróval végzett munka során nem keletkeznek mikrorepedések az anyagban. A gyémánt könnyedén és tisztán vág bármilyen anyagot, legyen az kő, beton vagy fém. És a mikrorepedések hiánya a kulcs a szerkezet tartósságához. Ráadásul maga a munkafolyamat sokkal gyorsabb, észrevehetően könnyebb és sokkal csendesebb.
Ebből kiindulva nem meglepő, hogy a 2016-os adatok szerint csak Oroszországban 1200 féle különféle szerszámot és berendezést gyártanak, amelyek fő munkarésze a gyémánt.
Orvosi alkalmazások
A természet legkeményebb ásványa nem csak durva és kemény feldolgozásra alkalmasfajták. A gyémánt az orvosi műszerekben is nélkülözhetetlen. Végtére is, minél vékonyabb és pontosabb a szövetek bemetszése, annál jobban megbirkózik a szervezet a helyreállítással. A létfontosságú szerveken végzett összetett műtéteknél pedig a bemetszés szélessége még inkább meghatározó szerepet játszik.
Ezenkívül a pengén vékony gyémántréteggel ellátott szike hosszú ideig éles marad.
Kilátások az elektronikában
A gyémánt integrált áramkörök fejlesztését is aktívan támogatják. Ezekben apró gyémántokat használnak a hátlapnak. Az ezzel a módszerrel előállított berendezések jobban ellenállnak a hőmérséklet-változásoknak és a nagy feszültséglökéseknek. A gyémántokat a távközlésben is lehet adatátvitelre használni. Ezeknek a kristályoknak a tulajdonságai lehetővé teszik különböző frekvenciájú jelek egyidejű továbbítását ugyanazon a kábelen.
A Föld legkeményebb ásványa segít az űrkutatásban
A gyémánt a vegyiparban is keresett. Az üveget könnyen károsító agresszív környezet egyáltalán nem vészes a gyémánt számára. A fizikusok kristályokat használnak kvantumfizikai kísérletekhez és űrkutatáshoz.
A távcsőoptika létrehozásakor az anyagok pontosságára és megbízhatóságára vonatkozó követelmények kritikussá válnak. Itt jön képbe a legkeményebb természetes ásvány, amely kiemelkedő fizikai és kémiai paraméterekkel rendelkezik.
Gémántok szintetizálása
Olyan intenzív kereslet melletta legkeményebb értékes ásvány, élesen felmerült mesterséges szintézisének kérdése. Vegye figyelembe, hogy a kőkészletek nem képesek kielégíteni az egyre növekvő keresletet. És hosszas kísérletek után a tudósoknak sikerült létrehozniuk a természetes gyémánt analógját, amely minden szükséges tulajdonsággal rendelkezik. Napjainkig a mesterséges gyémántok ipari igényekre történő előállítása már általános gyakorlattá vált.
Több módszer létezik ennek az ásványnak a szintézisére. Az első áll a legközelebb a természetes környezetben való kialakulásához. A szintézist ultramagas hőmérsékleten és hatalmas nyomáson hajtják végre. A második technika lehetővé teszi a gyémánt kinyerését a gőzből. A filmtechnológiában használják - a kristályokat vékony filmként alkalmazzák a szerszámok vágóélein. Ez a módszer különösen igényes a sebészeti műszerek gyártásában. A harmadik pedig kis kristályok szórását hozza létre detonáció és gyors hűtés segítségével.
A kísérletek folytatódtak, és bór-nitridet állítottak elő, amely 20%-kal keményebb, mint a természetes gyémánt. Bár ez az anyag olyan kicsi, hogy hagyományosan a gyémántot tartják a legkeményebb ásványnak.
