Material manakah yang lebih keras dari berlian?

Beberapa material seperti lonsdaleite mungkin lebih keras daripada berlian tetapi tidak ada dalam jumlah besar atau memiliki kegunaan yang luas.

Berlian dapat menggores hampir apa saja. Foto: Business Standard

Berlian dihargai karena kekerasannya. Sebagai perhiasan, berlian dapat bertahan selama beberapa generasi dan tetap bebas goresan meskipun digunakan setiap hari. Sebagai mata pisau atau mata bor, berlian dapat menembus hampir apa pun tanpa pecah. Dalam bentuk bubuk, berlian memoles batu permata, logam, dan banyak material lainnya. Oleh karena itu, menemukan material yang lebih keras daripada berlian itu sulit, menurut Live Science .

Berlian masih merupakan material terkeras untuk sebagian besar keperluan praktis, kata Richard Kaner, ahli kimia material di University of California, Irvine. Ada cara untuk membuat berlian lebih keras daripada berlian standar, dan material lain secara teoritis bisa lebih keras daripada berlian, tetapi material tersebut tidak ada dalam bentuk yang dapat Anda pegang atau gunakan secara umum.

Meskipun orang-orang yang mengenakan perhiasan berlian dapat membuktikan ketahanannya, konsep "kekerasan" sangat spesifik, kata Paul Asimow, ahli geokimia di California Institute of Technology (Caltech). Kekerasan ini sering tertukar dengan sifat-sifat lain seperti kekakuan atau ketahanan. Sifat-sifat ini tidak selalu sama dengan kekerasan lekukan. Berlian, misalnya, memiliki kekerasan lekukan yang sangat tinggi tetapi kekerasan lenturnya hanya sedang. Berlian mudah pecah di sepanjang permukaan kristal, sehingga para ahli perhiasan menciptakan berlian faceted yang indah.

Para ilmuwan mengukur kekerasan lekukan dengan beberapa cara berbeda. Ahli geologi sering kali mengandalkan skala perbandingan Mohs, sebuah cara untuk mengidentifikasi mineral di lapangan berdasarkan kemampuan menggoresnya. Berlian memiliki skala 10, skala tertinggi pada Mohs, yang berarti dapat menggores hampir apa pun. Di laboratorium, ilmuwan material mengandalkan pengukuran yang lebih presisi yang disebut uji kekerasan Vickers, yang menentukan kekerasan suatu material berdasarkan gaya yang dibutuhkan untuk membuat lekukan dengan sebuah ujung, mirip dengan menekan ujung pensil ke penghapus.

Berlian terbuat dari atom-atom karbon yang tersusun dalam kisi kubik, saling terhubung oleh ikatan kimia yang pendek dan kuat. Struktur inilah yang memberinya kekerasan lekukan yang khas. Sebagian besar material yang lebih keras daripada berlian dihasilkan dari sedikit perubahan pada struktur kristal berlian normal, atau dengan mengganti beberapa atom karbon dengan boron atau nitrogen.

Salah satu kandidat untuk gelar material terkeras adalah lonsdaleit. Seperti berlian, lonsdaleit terbuat dari atom karbon, tetapi tersusun dalam struktur kristal heksagonal, bukan kubik. Hingga saat ini, lonsdaleit hanya ditemukan dalam jumlah yang sangat sedikit, sebagian besar di dalam meteorit, dan belum jelas apakah lonsdaleit dapat diklasifikasikan sebagai material tersendiri atau hanya merupakan cacat pada struktur kristal berlian standar.

Baru-baru ini, tim ilmuwan menemukan kristal lonsdaleit berukuran mikron (satu mikron sama dengan 1/1.000 milimeter) di dalam meteorit. Kristal-kristal ini sangat kecil, tetapi masih lebih besar daripada yang ditemukan sebelumnya. Ilmuwan lain telah melaporkan pertumbuhan lonsdaleit di laboratorium, meskipun kristal tersebut hanya ada selama sepersekian detik. Jadi, meskipun lonsdaleit menarik, kemungkinan besar ia tidak akan menggantikan berlian dalam aplikasi seperti pemotongan, pengeboran, atau pemolesan dalam waktu dekat.

Penyetelan struktur berlian berskala nano juga dapat menciptakan material yang lebih keras daripada berlian biasa. Material yang terbuat dari banyak kristal berlian kecil akan lebih keras daripada berlian batu permata karena butiran-butiran berlian berskala nano akan tertahan di tempatnya, alih-alih bergeser satu sama lain. Berlian "kembar nano", yang butiran-butirannya membentuk bayangan cermin satu sama lain, dua kali lebih tahan terhadap lekukan dibandingkan berlian biasa.

Namun, sebagian besar ilmuwan tidak hanya mengejar material superkeras untuk memecahkan rekor; mereka ingin menciptakan sesuatu yang bermanfaat. Mereka mungkin ingin menciptakan sesuatu yang hampir sekeras berlian, tetapi lebih murah atau lebih mudah dibuat di laboratorium.

Laboratorium Kaner, misalnya, menciptakan beberapa logam superkeras yang dapat digunakan sebagai alternatif industri untuk berlian. Salah satu produk yang tersedia secara komersial menggabungkan tungsten dan boron, beserta sejumlah kecil logam lainnya. Bentuk kristalnya memberikan sifat yang berbeda pada material tersebut dalam berbagai arah. Jika disejajarkan dengan benar, material ini dapat menggores berlian, kata Kaner. Material ini juga terjangkau untuk diproduksi karena tidak memerlukan tekanan tinggi yang dibutuhkan untuk memproduksi berlian di laboratorium.

An Khang (Menurut Live Science )

Tautan sumber: https://vnexpress.net/vat-lieu-nao-cung-hon-kim-cuong-4665154.html