Vad är aggregerade diamantnanorods?

Det minst komprimerbara materialet som är känt, med en bulkmodul på 491 gigapascal (GPa) är aggregerade diamantnanostavar. De är vad du får när du komprimerar buckytubes, en allotrop av kol, vid 20 GPa, under en temperatur på 2,500 5,000 Kelvin, med hjälp av en 5 20 ton städpress designad speciellt för ändamålet. Slutresultatet är en spagetti av sammankopplade diamantnanorör, med diametrar mellan XNUMX och XNUMX nanometer och längder på ungefär en mikrometer vardera.

En bulkmodul för dessa nanorods, 491 GPa, är ungefär tre gånger den för järn, vilket är 160 GPa. Konventionell diamant har en bulkmodul på 442 GPa. En bulkmodul på 491 GPa innebär att en tryckökning på 49.1 GPa skulle behövas för att komprimera materialet med en faktor på 10 %, en tryckökning på 98.2 GPa skulle behövas för att öka det med 20 %, och så vidare. Som jämförelse är trycket vid havsnivån (1 atmosfär) ungefär 100 kPa (kilopascal), och varje 32.8 fot (10 meter) nedstigning i havet ökar trycket med en annan atmosfär. Så den lägsta punkten i havet, cirka 6.2 miles (10 km) ner, upplever en tryckökning på 100 MPa över ytan, vilket skulle vara tillräckligt för att komprimera en solid sfär av aggregerade diamantnanostavar med en faktor på 002 %.

De får sin styrka från den berömda sp2bond, den starkaste bindningen i hela kemin. Detta är en kol-kol-bindning, som också finns i grafit (längs atomtjocka 2D-plan), i diamant (3D) och kolnanorörsfiber (som har föreslagits som byggmaterial för rymdhissar). Sp2-bindningen är inte bara den starkaste kända kemiska bindningen, det är den starkaste möjliga kemiska bindningen, så dessa nanorods är kanske inte bara det minst komprimerbara materialet som forskarna känner till för närvarande, utan det minst komprimerbara materialet, punkt. Det enda undantaget kan vara det exotiska materialet inuti supertäta stjärnor, ibland kallat neutronium.

Anmärkningsvärt nog är dessa nanorods till och med tätare än ren diamant med en faktor på 0.3 %. Deras utseende är mörkt med en lätt regnbågsliknande ljusspridning, som liknar en oljefläck på asfalt. Andra ämnen som är mindre komprimerbara än diamant, men mer än aggregerade diamantnanostavar, inkluderar diamant av typ IIa och ultrahård fullerit.