วัสดุบางชนิด เช่น ลอนส์เดลไลต์ อาจมีความแข็งกว่าเพชร แต่มีปริมาณไม่มากหรือหาได้ยาก
เพชรสามารถขีดข่วนได้เกือบทุกอย่าง ภาพ: บิสซิเนส สแตนดาร์ด
เพชรมีมูลค่าสูงมากเนื่องจากความแข็งของมัน ในฐานะเครื่องประดับ เพชรสามารถคงอยู่ได้นานหลายชั่วอายุคนและยังคงสภาพดีปราศจากรอยขีดข่วนแม้จะมีการใช้งานในชีวิตประจำวัน ในฐานะใบมีดหรือดอกสว่าน เพชรสามารถเจาะทะลุได้เกือบทุกอย่างโดยไม่เสียหาย ในรูปผง เพชรถูกนำมาใช้ขัดเงาอัญมณี โลหะ และวัสดุอื่นๆ อีกมากมาย ดังนั้น การหาวัสดุที่แข็งกว่าเพชรจึงเป็นเรื่องยากมาก ตามรายงานของ Live Science
ริชาร์ด คาเนอร์ นักเคมีด้านวัสดุศาสตร์จากมหาวิทยาลัยริชาร์ด คาเนอร์ กล่าวว่า เพชรยังคงเป็นวัสดุที่แข็งที่สุดสำหรับการใช้งานในทางปฏิบัติส่วนใหญ่ แม้จะมีวิธีการสร้างเพชรที่แข็งกว่าเพชรมาตรฐาน และในทางทฤษฎีแล้ว วัสดุอื่นๆ อาจแข็งกว่าเพชรได้ แต่ยังไม่มีอยู่ในรูปแบบที่สามารถจับต้องได้ด้วยมือหรือใช้งานได้อย่างแพร่หลาย
แม้ว่าผู้ที่สวมใส่เครื่องประดับเพชรจะยืนยันได้ถึงความทนทานของมัน แต่แนวคิดเรื่อง "ความแข็ง" นั้นเป็นเรื่องเฉพาะทางอย่างมาก ตามที่พอล อาสิโมว์ นักธรณีเคมีจากสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย (Caltech) กล่าวไว้ มักจะสับสนกับคุณลักษณะอื่นๆ เช่น ความแข็งหรือความเหนียว ซึ่งไม่ได้มีความหมายเหมือนกันเสมอไป ตัวอย่างเช่น เพชรอาจมีความแข็งสูงมากแต่มีความเหนียวปานกลางเท่านั้น เพชรแตกหักได้ง่ายตามเหลี่ยมมุมของผลึก ซึ่งเป็นวิธีที่ช่างทำเครื่องประดับใช้ในการสร้างเพชรที่มีเหลี่ยมมุมสวยงามหลายด้าน
นักวิทยาศาสตร์ วัดความแข็งโดยการกดด้วยวิธีการต่างๆ หลายวิธี นักธรณีวิทยามักใช้มาตราความแข็งโมห์ส ซึ่งเป็นวิธีในการกำหนดความแข็งของแร่ธาตุในภาคสนามโดยพิจารณาว่าสามารถขีดข่วนได้หรือไม่ เพชรมีความแข็งระดับ 10 ซึ่งเป็นระดับสูงสุดในมาตราความแข็งโมห์ส หมายความว่าสามารถขีดข่วนได้เกือบทุกอย่าง ในห้องปฏิบัติการ นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุจะใช้การวัดที่แม่นยำกว่าที่เรียกว่าการทดสอบความแข็งวิคเกอร์ส ซึ่งกำหนดความแข็งของวัสดุโดยพิจารณาจากแรงที่ต้องใช้ในการทำให้เกิดรอยบุ๋มด้วยวัตถุมีคม คล้ายกับการกดไส้ดินสอลงบนยางลบ
เพชรประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนที่เรียงตัวกันเป็นโครงสร้างผลึกแบบลูกบาศก์ โดยเชื่อมต่อกันด้วยพันธะเคมีที่แข็งแรงและสั้น โครงสร้างนี้ทำให้เพชรมีความแข็งและทนต่อการกดได้ดีเยี่ยม วัสดุส่วนใหญ่ที่แข็งกว่าเพชรเกิดจากการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในโครงสร้างผลึกของเพชรธรรมดา หรือโดยการแทนที่อะตอมของคาร์บอนบางส่วนด้วยโบรอนหรือไนโตรเจน
หนึ่งในแร่ที่แข็งกว่าเพชรคือลอนส์เดลไลต์ เช่นเดียวกับเพชร ลอนส์เดลไลต์ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอน แต่เรียงตัวเป็นโครงสร้างผลึกหกเหลี่ยมแทนที่จะเป็นโครงสร้างลูกบาศก์ จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ ลอนส์เดลไลต์ถูกพบในปริมาณน้อยมาก ส่วนใหญ่อยู่ในอุกกาบาต และนักวิจัยยังไม่แน่ใจว่าควรจัดเป็นวัสดุที่แยกต่างหากหรือเป็นเพียงความบกพร่องในโครงสร้างผลึกเพชรมาตรฐาน
เมื่อไม่นานมานี้ กลุ่มนักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบผลึกลอนส์เดลไลต์ขนาดไมครอน (หนึ่งไมครอนเท่ากับ 1/1,000 มิลลิเมตร) ในอุกกาบาต ผลึกเหล่านี้มีขนาดเล็กมาก แต่ก็ยังใหญ่กว่าผลึกที่เคยค้นพบมาก่อนหน้านี้ นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ได้รายงานการสร้างลอนส์เดลไลต์ในห้องทดลอง แม้ว่าผลึกเหล่านี้จะคงอยู่เพียงเสี้ยววินาทีเท่านั้น ดังนั้น แม้ว่าลอนส์เดลไลต์จะน่าสนใจ แต่ก็ไม่น่าจะเข้ามาแทนที่เพชรในงานต่างๆ เช่น การตัด การเจาะ หรือการขัดเงา ในอนาคตอันใกล้นี้
การปรับโครงสร้างระดับนาโนของเพชรยังสามารถสร้างวัสดุที่แข็งกว่าเพชรทั่วไปได้ วัสดุที่ประกอบด้วยผลึกเพชรขนาดเล็กจำนวนมากจะแข็งกว่าเพชรที่ใช้ในอัญมณี เนื่องจากอนุภาคระดับนาโนนั้นยึดติดอยู่กับที่แทนที่จะเลื่อนผ่านกัน เพชร "จับคู่ระดับนาโน" ซึ่งอนุภาคก่อตัวเป็นภาพสะท้อนซึ่งกันและกัน จะมีความแข็งในการกดเป็นสองเท่าของเพชรทั่วไป
อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ไม่ได้แสวงหาวัสดุที่แข็งเป็นพิเศษเพียงเพื่อทำลายสถิติ แต่พวกเขามุ่งหวังที่จะสร้างสิ่งที่มีประโยชน์ พวกเขาอาจต้องการสร้างวัสดุที่แข็งเกือบเท่าเพชรแต่ราคาถูกกว่าหรือผลิตได้ง่ายกว่าในห้องทดลอง
ตัวอย่างเช่น ห้องทดลองของคาเนอร์ผลิตโลหะแข็งพิเศษหลายชนิดที่สามารถนำไปใช้ในอุตสาหกรรมเพื่อทดแทนเพชรได้ ผลิตภัณฑ์ที่วางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ชนิดหนึ่งนั้นประกอบด้วยทังสเตนและโบรอน พร้อมด้วยโลหะอื่นๆ ในปริมาณเล็กน้อย รูปทรงของผลึกทำให้วัสดุมีคุณสมบัติแตกต่างกันในทิศทางต่างๆ เมื่อจัดเรียงอย่างถูกต้อง มันสามารถขูดเพชรได้ ตามที่คาเนอร์กล่าว วัสดุนี้ยังมีต้นทุนการผลิตที่ไม่แพง เนื่องจากไม่จำเป็นต้องใช้สภาวะความดันสูงที่จำเป็นในการผลิตเพชรในห้องทดลอง
อันคัง (อ้างอิงจาก Live Science )
[โฆษณา_2]
ลิงก์แหล่งที่มา
การแสดงความคิดเห็น (0)