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 Universitas Richard Kaner. 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 luas.

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. Misalnya, berlian memiliki kekerasan lekukan yang sangat tinggi tetapi hanya memiliki kekerasan lentur yang sedang. Berlian cenderung mudah pecah di sepanjang permukaan kristalnya, sehingga para ahli perhiasan menciptakan berlian faceted yang indah.

Para ilmuwan mengukur ketahanan terhadap lekukan dengan beberapa cara berbeda. Ahli geologi sering kali menggunakan satuan pembanding yang disebut skala Mohs, sebuah cara untuk mengidentifikasi mineral di lapangan berdasarkan tingkat goresannya. Berlian memiliki skala 10, skala tertinggi pada skala Mohs, yang berarti dapat menggores hampir apa pun. Di laboratorium, ilmuwan material menggunakan 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 modifikasi 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 pada 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 (1/1.000 milimeter) di dalam sebuah meteorit. Kristal-kristal ini sangat kecil, tetapi ukurannya masih lebih besar daripada yang ditemukan sebelumnya. Ilmuwan lain telah melaporkan pertumbuhan lonsdaleit di laboratorium, meskipun kristal tersebut hanya bertahan selama sepersekian detik. Jadi, meskipun lonsdaleit menarik, kemungkinan besar lonsdaleit tidak akan menggantikan berlian dalam aplikasi seperti pemotongan, pengeboran, atau pemolesan dalam waktu dekat.

Penyetelan struktur berlian berskala nano juga dapat menghasilkan 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 saling menempel, alih-alih bergeser. Berlian "nanotwin", yang butiran-butirannya membentuk bayangan cermin satu sama lain, dua kali lebih tahan terhadap lekukan dibandingkan berlian biasa.

Namun, sebagian besar ilmuwan tidak mengejar material superkeras hanya untuk memecahkan rekor; melainkan, 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, memproduksi 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. Ketika disejajarkan dengan benar, material ini dapat menggores berlian, kata Kaner. Material ini juga terjangkau untuk diproduksi karena tidak memerlukan kondisi 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