Den stammer fra dybet af røde stjernegiganter, er en del af vitale fedtstoffer, aminosyrer og kulhydrater, kan danne millioner af forbindelser med forskellige kemiske grundstoffer og har, afhængig af strukturen, helt forskellige mekaniske egenskaber. Den bløde og sprøde blyantstilk og den hårdeste mineralske diamant er lavet af samme byggemateriale - kulstof. Hvad gør en diamant så unik? Hvor bruges det? Hvad er dens værdi?
Uopslidelig varmeleder
I oversættelse fra oldgræsk betyder ordet "diamant" "uopslidelig". Allerede før antikken kendte folk denne stens utrolige styrke. I oldtiden blev diamanter meget handlet i Indien og Egypten. Og dette mineral kom til de europæiske vidder efter Alexander den Stores aggressive kampagner. Han bragte stenene som magiske artefakter. De gamle grækere kaldte dette hårdeste mineral for gudernes tårer, der faldt til jorden.
Men hemmeligheden bag stenens uovervindelighed ligger,bestemt ikke i mystik og ikke i forbindelse med den åndelige verden. Grundstoffets klare gitterstruktur i form af tetraedre og den stærke binding mellem kulstofatomerne giver den højeste styrke. På grund af den samme struktur er diamant en fremragende varmeleder. Hvis det for eksempel var muligt at lave en teske af et enkelt stykke diamant, ville du ikke være i stand til at røre sukker i varm te med det, fordi du ville brænde dig selv i det øjeblik skeen rører kogende vand.
Sammenligning af mineralhårdhed
Hvordan bestemmer man, hvilket mineral der er det hårdeste? Den talentfulde tyske mineralog Karl Friedrich Moos fik fat i dette spørgsmål i det nittende århundrede. I 1811 foreslog videnskabsmanden at bruge en sammenlignende skala til at bestemme hårdheden af forskellige mineraler. Den består af ti punkter, som hver svarer til et bestemt mineral. Den første (talkum) er henholdsvis den blødeste og den sidste den hårdeste. Verifikation udføres eksperimentelt. Hvis en prøve (f.eks. sølv) er ridset af fluorit, som er på den fjerde linje på skalaen, men ikke er beskadiget af gips (skalastandard nummer to), så har sølv en hårdhed på 3 på Mohs-skalaen.
Det hårdeste mineral er diamant. Han indtager en tiendeplads. Og selvom Mohs-bordet blev sat i omløb i begyndelsen af det nittende århundrede, er det stadig bredt anvendeligt. Det er dog værd at huske på, at denne tabel ikke er lineær. Det betyder, at en diamant nummer ti ikke bliver præcis dobbelt så hård.apatit, som ligger på en femteplads i tabellen. Andre metoder bruges til at bestemme den absolutte værdi af hårdhed.
Fra konger til arbejdere
I lang tid var diamanter udelukkende smykkemestrenes prærogativ. Men med udviklingen af industrien er dette hårdeste mineral i stigende grad blevet betragtet ikke kun fra den sædvanlige æstetiske side, men også ud fra dets unikke fysiske egenskaber. Til at begynde med brugte man i produktionen af værktøj naturlige diamanter, som ikke kunne skæres. Det er sten, der havde sådanne defekter, at det var umuligt at eliminere guldsmeden. De blev kendt som tekniske diamanter.
Som tiden gik, steg behovet for værktøjer med diamantskæring og borekanter. For eksempel i byggebranchen er diamantbor i høj efterspørgsel. Deres fordel i forhold til modstykker lavet af hårdmetallegeringer er, at der ikke dannes mikrorevner i materialet, når de arbejder med en diamantbor. Diamant skærer let og rent i ethvert materiale, hvad enten det er sten, beton eller metal. Og fraværet af mikrorevner er nøglen til strukturens holdbarhed. Derudover er selve arbejdsprocessen meget hurtigere, mærkbart nemmere og meget mere støjsvag.
Baseret på dette er det ikke overraskende, at ifølge dataene for 2016 producerer Rusland alene 1200 typer af forskellige værktøjer og udstyr, hvoraf den vigtigste del er diamant.
Medicinske ansøgninger
Det hårdeste mineral i naturen er ikke kun egnet til brug ved forarbejdning af ru og hårdracer. Diamant er også uundværlig i medicinske instrumenter. Når alt kommer til alt, jo tyndere og mere præcist indsnit af væv, jo bedre klarer kroppen genopretning. Og for komplekse operationer på vitale organer spiller snittets bredde endnu mere en afgørende rolle.
Desuden forbliver skalpellen med en tynd diamantfilm på klingen skarp i lang tid.
Prospekter inden for elektronik
Udviklingen af integrerede diamantkredsløb fremmes også aktivt. I disse er der brugt bittesmå diamanter til bagsiden. Udstyr fremstillet ved denne metode er mere modstandsdygtigt over for temperaturændringer og store spændingsstigninger. Diamanter kan også bruges til at overføre data i telekommunikation. Egenskaberne ved disse krystaller giver dig mulighed for at transmittere signaler med forskellige frekvenser samtidigt på det samme kabel.
Det hårdeste mineral på Jorden hjælper med at udforske rummet
Damer er også efterspurgt i den kemiske industri. Et aggressivt miljø, der let beskadiger glas, er absolut ikke forfærdeligt for en diamant. Fysikere bruger krystaller til at udføre kvantefysiske eksperimenter og udforskning af rummet.
Når man laver teleskopoptik, bliver kravene til materialers nøjagtighed og pålidelighed kritiske. Det er her det hårdeste naturlige mineral kommer i spil, som har fremragende fysiske og kemiske parametre.
Syntetisering af diamanter
Med så intens efterspørgsel efterdet hårdeste dyrebare mineral, rejste spørgsmålet om dets kunstige syntese skarpt. Bemærk, at ingen reserver af sten er i stand til at tilfredsstille den stadigt stigende efterspørgsel. Og efter lange eksperimenter lykkedes det forskerne at skabe en analog af naturlig diamant, som har alle de nødvendige funktioner. Til dato er produktionen af kunstige diamanter til industrielle behov allerede blevet almindelig praksis.
Der er flere metoder til at syntetisere dette mineral. Den første er tættest på dens dannelse i det naturlige miljø. Syntese udføres ved hjælp af ultrahøj temperatur og enormt tryk. Den anden teknik giver dig mulighed for at udtrække diamanten fra dampen. Det bruges i filmteknologi - krystaller påføres som en tynd film på skærkanterne af værktøjer. Denne metode er især efterspurgt i fremstillingen af kirurgiske instrumenter. Og den tredje producerer en spredning af små krystaller ved hjælp af detonation og hurtig afkøling.
Eksperimenterne fortsatte, og bornitrid blev syntetiseret, hvilket er 20 % hårdere end naturlig diamant. Men mens dette stof er så lille, at diamanten traditionelt betragtes som det hårdeste mineral.
