हीरे से भी कठोर पदार्थ कौन सा है?

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कुछ पदार्थ जैसे लोन्सडेलाइट हीरे से अधिक कठोर हो सकते हैं, लेकिन वे बड़ी मात्रा में उपलब्ध नहीं होते हैं या उनका व्यापक उपयोग नहीं होता है।

हीरे लगभग किसी भी चीज़ पर खरोंच लगा सकते हैं। फोटो: बिज़नेस स्टैंडर्ड — हीरे लगभग किसी भी चीज़ पर खरोंच लगा सकते हैं। फोटो: *बिज़नेस स्टैंडर्ड*

हीरे अपनी कठोरता के लिए बेशकीमती होते हैं। आभूषण के रूप में, ये पीढ़ियों तक टिक सकते हैं और रोज़मर्रा के घिसाव-पिसाव के बावजूद खरोंच-रहित रहते हैं। ब्लेड या ड्रिल बिट के रूप में, ये बिना टूटे लगभग किसी भी चीज़ में घुस सकते हैं। चूर्ण के रूप में, हीरे रत्नों, धातुओं और कई अन्य पदार्थों को चमकाते हैं। इसलिए, लाइव साइंस के अनुसार, हीरे से ज़्यादा कठोर पदार्थ ढूँढना मुश्किल है।

कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय, इरविन के पदार्थ रसायनज्ञ रिचर्ड कनेर कहते हैं कि हीरा अभी भी अधिकांश व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए सबसे कठोर पदार्थ है। हीरे को सामान्य हीरों से भी कठोर बनाने के तरीके मौजूद हैं, और सैद्धांतिक रूप से अन्य पदार्थ भी हीरे से कठोर हो सकते हैं, लेकिन वे ऐसे रूप में मौजूद नहीं हैं जिसे आप अपने हाथ में पकड़ सकें या आम तौर पर इस्तेमाल कर सकें।

कैलिफ़ोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ़ टेक्नोलॉजी (कैलटेक) के भू-रसायनज्ञ पॉल असिमो कहते हैं कि हीरे के आभूषण पहनने वाले लोग भले ही उसकी टिकाऊपन की पुष्टि कर सकते हैं, लेकिन "कठोरता" की अवधारणा बहुत विशिष्ट है। इसे अक्सर कठोरता या टिकाऊपन जैसे अन्य गुणों के साथ भ्रमित किया जाता है। ये हमेशा इंडेंटेशन कठोरता के समान नहीं होते। उदाहरण के लिए, हीरे में इंडेंटेशन कठोरता बहुत अधिक होती है, लेकिन फ्लेक्सुरल कठोरता मध्यम होती है। हीरे क्रिस्टल के किनारों पर आसानी से टूट जाते हैं, इसी तरह जौहरी सुंदर, मुखयुक्त हीरे बनाते हैं।

वैज्ञानिक कई अलग-अलग तरीकों से इंडेंटेशन कठोरता को मापते हैं। भूवैज्ञानिक अक्सर तुलना के लिए मोह्स पैमाने का इस्तेमाल करते हैं, जो क्षेत्र में खनिजों की पहचान इस आधार पर करता है कि वे खरोंचते हैं या नहीं। हीरा 10 का होता है, जो मोह्स पैमाने पर सबसे ऊँचा है, यानी यह लगभग किसी भी चीज़ को खरोंच सकता है। प्रयोगशाला में, पदार्थ वैज्ञानिक विकर्स कठोरता परीक्षण नामक एक अधिक सटीक माप पर भरोसा करते हैं, जो किसी पदार्थ की कठोरता का निर्धारण एक बिंदु से इंडेंटेशन बनाने के लिए आवश्यक बल के आधार पर करता है, ठीक वैसे ही जैसे पेंसिल की नोंक को रबड़ में दबाया जाता है।

हीरा एक घनाकार जालक में व्यवस्थित कार्बन परमाणुओं से बना होता है, जो छोटे, मज़बूत रासायनिक बंधों द्वारा आपस में जुड़े होते हैं। यह संरचना इसे इसकी विशिष्ट दन्तुर कठोरता प्रदान करती है। हीरे से ज़्यादा कठोर अधिकांश पदार्थ सामान्य हीरे की क्रिस्टल संरचना में मामूली बदलाव करके, या कुछ कार्बन परमाणुओं को बोरॉन या नाइट्रोजन से बदलकर बनते हैं।

सबसे कठोर पदार्थ के खिताब का एक दावेदार लोन्सडेलाइट है। हीरे की तरह, लोन्सडेलाइट भी कार्बन परमाणुओं से बना होता है, लेकिन ये घनाकार के बजाय षट्कोणीय क्रिस्टल संरचना में व्यवस्थित होते हैं। हाल तक, लोन्सडेलाइट बहुत कम मात्रा में, ज़्यादातर उल्कापिंडों के अंदर पाया जाता था, और यह स्पष्ट नहीं था कि इसे अपने आप में एक पदार्थ के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है या यह मानक हीरे की क्रिस्टल संरचना में एक दोष मात्र है।

हाल ही में, वैज्ञानिकों की एक टीम ने उल्कापिंडों में माइक्रोन आकार (एक माइक्रोन एक मिलीमीटर का 1/1,000वाँ भाग होता है) के लोन्सडेलाइट क्रिस्टल पाए। ये छोटे क्रिस्टल हैं, लेकिन फिर भी पहले खोजे गए क्रिस्टल से बड़े हैं। अन्य वैज्ञानिकों ने प्रयोगशाला में लोन्सडेलाइट के विकास की सूचना दी है, हालाँकि ये क्रिस्टल केवल एक सेकंड के अंश के लिए ही मौजूद रहते हैं। इसलिए, हालाँकि लोन्सडेलाइट दिलचस्प है, लेकिन काटने, ड्रिलिंग या पॉलिशिंग जैसे कार्यों में यह निकट भविष्य में हीरे की जगह नहीं ले पाएगा।

हीरों की नैनो-आकार की संरचना में बदलाव करके ऐसे पदार्थ भी बनाए जा सकते हैं जो सामान्य हीरों से ज़्यादा कठोर होते हैं। कई छोटे-छोटे हीरों के क्रिस्टलों से बनी सामग्री रत्न हीरों से ज़्यादा कठोर होगी क्योंकि नैनो-आकार के कण एक-दूसरे से फिसलने के बजाय अपनी जगह पर स्थिर रहेंगे। "नैनो-ट्विन" हीरे, जिनमें कण एक-दूसरे के दर्पण प्रतिबिंब बनाते हैं, सामान्य हीरों की तुलना में दोगुने ज़्यादा इंडेंटेशन-प्रतिरोधी होते हैं।

लेकिन ज़्यादातर वैज्ञानिक सिर्फ़ रिकॉर्ड तोड़ने के इरादे से अति-कठोर पदार्थों की तलाश में नहीं हैं; वे कुछ उपयोगी बनाना चाहते हैं। वे शायद कुछ ऐसा बनाना चाहते हैं जो लगभग हीरे जितना कठोर हो, लेकिन प्रयोगशाला में बनाना सस्ता या आसान हो।

उदाहरण के लिए, कनेर की प्रयोगशाला कई अतिकठोर धातुएँ बनाती है जिनका उपयोग हीरे के औद्योगिक विकल्प के रूप में किया जा सकता है। व्यावसायिक रूप से उपलब्ध एक उत्पाद टंगस्टन और बोरॉन के साथ-साथ अन्य धातुओं की अल्प मात्रा को भी मिलाता है। क्रिस्टल का आकार इस पदार्थ को अलग-अलग दिशाओं में अलग-अलग गुण प्रदान करता है। कनेर कहते हैं कि सही तरीके से संरेखित करने पर, यह हीरे पर खरोंच भी डाल सकता है। यह पदार्थ बनाना भी सस्ता है क्योंकि इसके लिए प्रयोगशाला में हीरे बनाने के लिए आवश्यक उच्च दबाव की आवश्यकता नहीं होती है।

एन खांग ( लाइव साइंस के अनुसार)

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