Apa Bahan Terkuat yang Diketahui?

Jawaban atas pertanyaan ini tergantung pada bagaimana Anda mendefinisikan “kuat”, tetapi bahan yang paling sulit, atau paling tidak dapat dimampatkan, yang diketahui pada tulisan ini (Desember 2007) adalah agregat berlian nanorods (ADNRs), sebuah alotrop (varietas) karbon yang terdiri dari sangat nanotube terkompresi dan saling terkait. Nanorods berlian agregat memiliki modulus massal, atau ukuran kekerasan, dari 491 gigapascals (GPa), sedangkan berlian konvensional hanya memiliki modulus 442 GPa. Nanorod berlian agregat dapat menggores berlian dan fullerite ultrahard, alotrop karbon lain yang merupakan pemegang rekor kekerasan sebelumnya.

Nanorod berlian agregat pertama kali disintesis oleh fisikawan pada tahun 2005 di Universitas Bayreuth di Jerman. Tim, yang dipimpin oleh Natalia Dubrovinskaia, menggunakan alat press landasan 5000 metrik ton (5 juta kilogram) yang dirancang khusus pada sampel yang terdiri dari fullerene konvensional (juga dikenal sebagai buckyballs, elemen C60). Dengan mengompresi bola bucky ini dan memanaskannya hingga 2500 derajat Kelvin, dimungkinkan untuk membuat alotrop karbon baru ini. Bahannya terdiri dari nanotube karbon dengan diameter antara 5 dan 20 nanometer dan panjang masing-masing sekitar satu mikrometer.

Penampilan fisik nanorod berlian agregat mirip dengan logam yang menyebarkan warna cahaya yang berbeda, memberikan permukaan yang sedikit seperti pelangi. Itu tampak seperti logam tidak biasa karena alotrop karbon lainnya (jelaga, grafit, berlian, dll) jarang terjadi, kecuali mungkin grafit.

Nanorod berlian agregat juga lebih padat daripada berlian dengan faktor 0.2 – 0.4%, menjadikannya bentuk karbon paling padat yang diketahui. Faktor yang berkontribusi terhadap kekerasan material dianggap sebagai orientasi acak dari nanorod yang menyusunnya. Karena struktur fisik nanorod adalah jaring halus, seperti Kevlar®, bahannya juga tahan pecah, tidak seperti berlian.

Pengujian telah menunjukkan bahwa menggunakan perkakas berujung nanorod berlian teragregasi ke baja mesin memberikan potongan pahat yang lebih lambat aus daripada berlian dan memungkinkan presisi yang lebih tinggi. Ketika menjadi layak secara ekonomi untuk memproduksi massal nanorod berlian agregat, mereka memang dapat menggantikan berlian sebagai abrasif industri dan bahan untuk tooltips.