Προέρχεται από τα βάθη των ερυθρών αστρικών γιγάντων, αποτελεί μέρος ζωτικών λιπών, αμινοξέων και υδατανθράκων, μπορεί να σχηματίσει εκατομμύρια ενώσεις με διαφορετικά χημικά στοιχεία και, ανάλογα με τη δομή, έχει εντελώς διαφορετικές μηχανικές ιδιότητες. Το μαλακό και εύθραυστο στέλεχος μολυβιού και το σκληρότερο ορυκτό διαμάντι είναι κατασκευασμένα από το ίδιο δομικό υλικό - άνθρακα. Τι κάνει ένα διαμάντι τόσο μοναδικό; Πού χρησιμοποιείται; Ποια είναι η αξία του;
Άφθαρτος αγωγός θερμότητας
Σε μετάφραση από τα αρχαία ελληνικά, η λέξη «διαμάντι» σημαίνει «άφθαρτος». Ακόμη και πριν από τους χρόνους της αρχαιότητας, οι άνθρωποι γνώριζαν την απίστευτη δύναμη αυτής της πέτρας. Στην αρχαιότητα, τα διαμάντια διακινούνταν ευρέως στην Ινδία και την Αίγυπτο. Και αυτό το ορυκτό ήρθε στις ευρωπαϊκές εκτάσεις μετά τις επιθετικές εκστρατείες του Μεγάλου Αλεξάνδρου. Έφερε τις πέτρες ως μαγικά αντικείμενα. Οι αρχαίοι Έλληνες αποκαλούσαν αυτό το σκληρότερο ορυκτό τα δάκρυα των θεών που έπεσαν στη γη.
Αλλά το μυστικό του αήττητου της πέτρας βρίσκεται,σίγουρα όχι στον μυστικισμό και όχι σε σχέση με τον πνευματικό κόσμο. Η σαφής δικτυωτή δομή του στοιχείου με τη μορφή τετραέδρων και ο ισχυρός δεσμός μεταξύ των ατόμων άνθρακα παρέχουν την υψηλότερη αντοχή. Λόγω της ίδιας δομής, το διαμάντι είναι ένας εξαιρετικός αγωγός θερμότητας. Για παράδειγμα, αν μπορούσατε να φτιάξετε ένα κουταλάκι του γλυκού από ένα κομμάτι διαμάντι, δεν θα μπορούσατε να ανακατέψετε τη ζάχαρη σε ζεστό τσάι με αυτό, γιατί θα καείτε τη στιγμή που το κουτάλι ακουμπούσε βραστό νερό.
Σύγκριση σκληρότητας ορυκτών
Πώς να προσδιορίσετε ποιο ορυκτό είναι το πιο σκληρό; Ο ταλαντούχος Γερμανός ορυκτολόγος Karl Friedrich Moos ασχολήθηκε με αυτό το ζήτημα τον δέκατο ένατο αιώνα. Το 1811, ο επιστήμονας πρότεινε τη χρήση συγκριτικής κλίμακας για τον προσδιορισμό της σκληρότητας διαφόρων ορυκτών. Αποτελείται από δέκα σημεία, καθένα από τα οποία αντιστοιχεί σε ένα ορυκτό. Το πρώτο (ταλκ) είναι το πιο μαλακό και το τελευταίο, αντίστοιχα, το πιο σκληρό. Η επαλήθευση πραγματοποιείται πειραματικά. Εάν ένα δείγμα (για παράδειγμα, ασήμι) γρατσουνιστεί από φθορίτη, ο οποίος βρίσκεται στην τέταρτη γραμμή της κλίμακας, αλλά δεν έχει καταστραφεί από γύψο (πρότυπο νούμερο δύο), τότε το ασήμι έχει σκληρότητα 3 στην κλίμακα Mohs.
Το πιο σκληρό ορυκτό είναι το διαμάντι. Κατέχει τη δέκατη θέση. Και παρόλο που ο πίνακας Mohs τέθηκε σε κυκλοφορία στις αρχές του δέκατου ένατου αιώνα, εξακολουθεί να ισχύει ευρέως. Ωστόσο, αξίζει να θυμόμαστε ότι αυτός ο πίνακας δεν είναι γραμμικός. Αυτό σημαίνει ότι ένα διαμάντι με αριθμό δέκα δεν θα είναι ακριβώς δύο φορές πιο σκληρό.απατίτη, που βρίσκεται στην πέμπτη θέση του πίνακα. Άλλες μέθοδοι χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό της απόλυτης τιμής σκληρότητας.
Από βασιλιάδες στους εργάτες
Για πολύ καιρό, τα διαμάντια ήταν προνόμιο αποκλειστικά των δασκάλων του κοσμήματος. Ωστόσο, με την ανάπτυξη της βιομηχανίας, αυτό το σκληρότερο ορυκτό θεωρείται όλο και περισσότερο όχι μόνο από τη συνήθη αισθητική πλευρά, αλλά και από την άποψη των μοναδικών φυσικών του ιδιοτήτων. Αρχικά, στην παραγωγή εργαλείων χρησιμοποιήθηκαν φυσικά διαμάντια που δεν μπορούσαν να κοπούν. Πρόκειται για πέτρες που είχαν τέτοια ελαττώματα που ήταν αδύνατο να εξαλειφθεί ο κοσμηματοπώλης. Έγιναν γνωστά ως τεχνικά διαμάντια.
Όσο περνούσε ο καιρός, αυξανόταν η ανάγκη για εργαλεία με άκρα κοπής και τρυπήματος με διαμάντια. Για παράδειγμα, στον κατασκευαστικό κλάδο, τα τρυπάνια με διαμάντια έχουν μεγάλη ζήτηση. Το πλεονέκτημά τους έναντι των ομολόγων που κατασκευάζονται από σκληρά κράματα μετάλλων είναι ότι όταν εργάζεστε με ένα τρυπάνι διαμαντιών, δεν σχηματίζονται μικρορωγμές στο υλικό. Το διαμάντι κόβει εύκολα και καθαρά οποιοδήποτε υλικό, είτε είναι πέτρα, σκυρόδεμα ή μέταλλο. Και η απουσία μικρορωγμών είναι το κλειδί για την ανθεκτικότητα της δομής. Επιπλέον, η ίδια η διαδικασία εργασίας είναι πολύ πιο γρήγορη, αισθητά ευκολότερη και πολύ πιο αθόρυβη.
Με βάση αυτό, δεν προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι, σύμφωνα με τα στοιχεία για το 2016, η Ρωσία παράγει μόνη της 1200 τύπους διαφόρων εργαλείων και εξοπλισμού, το κύριο μέρος εργασίας των οποίων είναι το διαμάντι.
Ιατρικές εφαρμογές
Το πιο σκληρό ορυκτό στη φύση είναι κατάλληλο όχι μόνο για χρήση στην επεξεργασία ακατέργαστων και σκληρώνφυλές. Το διαμάντι είναι επίσης απαραίτητο σε ιατρικά όργανα. Εξάλλου, όσο πιο λεπτή και ακριβής είναι η τομή των ιστών, τόσο καλύτερα το σώμα αντιμετωπίζει την ανάκτηση. Και για πολύπλοκες επεμβάσεις σε ζωτικά όργανα, το πλάτος της τομής παίζει καθοριστικό ρόλο ακόμη περισσότερο.
Επιπλέον, το νυστέρι με μια λεπτή μεμβράνη διαμαντιού στη λεπίδα παραμένει κοφτερό για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Προοπτικές στα ηλεκτρονικά
Η ανάπτυξη ολοκληρωμένων κυκλωμάτων διαμαντιών προωθείται επίσης ενεργά. Σε αυτά, μικροσκοπικά διαμάντια χρησιμοποιούνται για την υποστήριξη. Ο εξοπλισμός που παράγεται με αυτή τη μέθοδο είναι πιο ανθεκτικός σε αλλαγές θερμοκρασίας και μεγάλες υπερτάσεις. Τα διαμάντια μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τη μετάδοση δεδομένων στις τηλεπικοινωνίες. Τα χαρακτηριστικά αυτών των κρυστάλλων σάς επιτρέπουν να μεταδίδετε σήματα διαφορετικών συχνοτήτων ταυτόχρονα στο ίδιο καλώδιο.
Το σκληρότερο ορυκτό στη Γη βοηθά στην εξερεύνηση του διαστήματος
Επίσης, το διαμάντι έχει ζήτηση στη χημική βιομηχανία. Ένα επιθετικό περιβάλλον που καταστρέφει εύκολα το γυαλί δεν είναι απολύτως τρομερό για ένα διαμάντι. Οι φυσικοί χρησιμοποιούν κρυστάλλους για τη διεξαγωγή πειραμάτων κβαντικής φυσικής και την εξερεύνηση του διαστήματος.
Κατά τη δημιουργία οπτικών τηλεσκοπίων, οι απαιτήσεις για την ακρίβεια και την αξιοπιστία των υλικών γίνονται κρίσιμες. Εδώ παίζει το πιο σκληρό φυσικό ορυκτό, το οποίο έχει εξαιρετικές φυσικές και χημικές παραμέτρους.
Σύνθεση διαμαντιών
Με τόσο έντονη ζήτηση γιατο σκληρότερο πολύτιμο ορυκτό, προέκυψε έντονα το ζήτημα της τεχνητής σύνθεσής του. Σημειώστε ότι κανένα απόθεμα λίθων δεν είναι ικανό να ικανοποιήσει τη συνεχώς αυξανόμενη ζήτηση. Και μετά από μακρά πειράματα, οι επιστήμονες κατάφεραν να δημιουργήσουν ένα ανάλογο φυσικού διαμαντιού, το οποίο έχει όλα τα απαραίτητα χαρακτηριστικά. Μέχρι σήμερα, η παραγωγή τεχνητών διαμαντιών για βιομηχανικές ανάγκες έχει ήδη γίνει κοινή πρακτική.
Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι για τη σύνθεση αυτού του ορυκτού. Το πρώτο είναι το πιο κοντινό στο σχηματισμό του στο φυσικό περιβάλλον. Η σύνθεση πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας εξαιρετικά υψηλή θερμοκρασία και τεράστια πίεση. Η δεύτερη τεχνική σας επιτρέπει να εξαγάγετε το διαμάντι από τον ατμό. Χρησιμοποιείται στην τεχνολογία φιλμ - οι κρύσταλλοι εφαρμόζονται ως λεπτή μεμβράνη στις κοπτικές άκρες των εργαλείων. Αυτή η μέθοδος είναι ιδιαίτερα περιζήτητη στην κατασκευή χειρουργικών εργαλείων. Και το τρίτο παράγει μια διασπορά μικρών κρυστάλλων χρησιμοποιώντας έκρηξη και ταχεία ψύξη.
Τα πειράματα συνεχίστηκαν και συντέθηκε νιτρίδιο βορίου, το οποίο είναι 20% σκληρότερο από το φυσικό διαμάντι. Ωστόσο, ενώ αυτή η ουσία είναι τόσο μικρή που το διαμάντι θεωρείται παραδοσιακά το σκληρότερο ορυκτό.
