Bahan yang manakah lebih keras daripada berlian?

Sesetengah bahan, seperti lonsdaleit, mungkin lebih keras daripada berlian tetapi tidak wujud dalam kuantiti yang banyak atau tidak tersedia secara meluas.

Berlian boleh mencalarkan hampir apa sahaja. Foto: Business Standard

Berlian sangat bernilai kerana kekerasannya. Sebagai barang kemas, ia boleh tahan selama beberapa generasi dan kekal bebas calar walaupun dipakai setiap hari. Sebagai bilah atau mata gerudi, ia boleh menembusi hampir apa sahaja tanpa rosak. Dalam bentuk serbuk, berlian digunakan untuk menggilap batu permata, logam dan banyak bahan lain. Oleh itu, mencari bahan yang lebih keras daripada berlian adalah sangat sukar, menurut Live Science .

Menurut Richard Kaner, seorang ahli kimia bahan di Universiti Richard Kaner, berlian kekal sebagai bahan yang paling keras untuk kebanyakan tujuan praktikal. Terdapat cara untuk menghasilkan berlian yang lebih keras daripada berlian standard, dan secara teorinya bahan lain mungkin lebih keras daripada berlian, tetapi ia tidak wujud dalam bentuk yang boleh dipegang di tangan atau digunakan secara meluas.

Walaupun orang yang memakai barang kemas berlian boleh membuktikan ketahanannya, konsep "kekerasan" sangat khusus, menurut Paul Asimow, seorang ahli geokimia di Institut Teknologi California (Caltech). Ia sering dikelirukan dengan ciri-ciri lain seperti kekakuan atau kekuatan. Ini tidak selalunya sinonim dengan kekerasan. Contohnya, berlian mungkin mempunyai kekerasan yang sangat tinggi tetapi hanya kekakuan sederhana. Berlian mudah patah di sepanjang faset kristal, iaitu bagaimana tukang emas boleh mencipta berlian yang cantik dan pelbagai rupa.

Saintis mengukur kekerasan lekukan dalam beberapa cara yang berbeza. Ahli geologi sering bergantung pada skala kekerasan Mohs, satu cara untuk menentukan kekerasan mineral di lapangan berdasarkan sama ada ia boleh tercalar atau tidak. Berlian berada pada tahap 10, tahap tertinggi pada skala kekerasan Mohs, bermakna ia boleh tercalar hampir apa sahaja. Di makmal, saintis bahan bergantung pada ukuran yang lebih tepat yang dipanggil ujian kekerasan Vickers, yang menentukan kekerasan bahan berdasarkan daya yang diperlukan untuk menyebabkan lekukan dengan objek tajam, sama seperti menekan pensel pada pemadam.

Berlian terdiri daripada atom karbon yang tersusun dalam kekisi kubik, yang dihubungkan bersama oleh ikatan kimia pendek yang kuat. Struktur ini memberikannya kekerasan dan rintangan yang tersendiri terhadap lekukan. Kebanyakan bahan yang lebih keras daripada berlian terhasil daripada perubahan kecil pada struktur kristal berlian biasa, atau dengan menggantikan beberapa atom karbon dengan boron atau nitrogen.

Satu pesaing untuk gelaran lebih keras daripada berlian ialah lonsdaleit. Sama seperti berlian, lonsdaleit terdiri daripada atom karbon, tetapi ia disusun dalam struktur kristal heksagon dan bukannya kubik. Sehingga baru-baru ini, lonsdaleit ditemui dalam kuantiti yang sangat kecil, kebanyakannya dalam meteorit, dan penyelidik tidak pasti sama ada ia boleh dikelaskan sebagai bahan berasingan atau sekadar kecacatan dalam struktur kristal berlian standard.

Baru-baru ini, sekumpulan saintis menemui kristal lonsdaleit bersaiz mikron (satu mikron bersamaan dengan 1/1,000 mm) dalam meteorit. Ini adalah kristal kecil, tetapi masih lebih besar daripada yang ditemui sebelum ini. Saintis lain telah melaporkan penciptaan lonsdaleit di makmal, walaupun kristal ini hanya wujud untuk sesaat. Oleh itu, walaupun lonsdaleit menarik, ia tidak mungkin menggantikan berlian dalam aplikasi seperti memotong, menggerudi atau menggilap dalam masa terdekat.

Melaraskan struktur nano berlian juga boleh menghasilkan bahan yang lebih keras daripada berlian biasa. Bahan yang terdiri daripada banyak kristal berlian kecil akan menjadi lebih keras daripada berlian yang digunakan dalam batu permata kerana zarah nano tetap di tempatnya dan bukannya meluncur melepasi satu sama lain. Berlian "berpasangan nano", di mana zarah membentuk imej cermin antara satu sama lain, mempunyai kekerasan lekukan dua kali ganda daripada berlian biasa.

Walau bagaimanapun, kebanyakan saintis tidak mengejar bahan super keras hanya untuk mencipta rekod; sebaliknya, mereka berusaha untuk mencipta sesuatu yang berguna. Mereka mungkin mahu mencipta sesuatu yang hampir sekeras berlian tetapi lebih murah atau lebih mudah dihasilkan di makmal.

Contohnya, makmal Kaner menghasilkan beberapa logam super keras yang boleh digunakan dalam aplikasi perindustrian sebagai pengganti berlian. Satu produk yang tersedia secara komersial menggabungkan tungsten dan boron, bersama-sama dengan sejumlah kecil logam lain. Bentuk kristal memberikan bahan tersebut ciri-ciri yang berbeza dalam pelbagai arah. Apabila diselaraskan dengan betul, ia boleh menggaru berlian, menurut Kaner. Bahan ini juga mampu dihasilkan kerana ia tidak memerlukan keadaan tekanan tinggi yang diperlukan untuk menghasilkan berlian di makmal.

An Khang (Menurut Live Science )

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