Koji je najjači poznati materijal?

Odgovor na ovo pitanje ovisi o tome kako definirate “jako”, ali najtvrđi, ili najmanje stišljivi, poznati materijal u trenutku pisanja ovog teksta (prosinac 2007.) su agregirani dijamantni nanošipci (ADNR), alotrop (raznolikost) ugljika koji se sastoji od visoko komprimirane i međusobno povezane nanocijevi. Agregirani dijamantni nanošipci imaju modul, odnosno mjeru tvrdoće, od 491 gigapascal (GPa), dok konvencionalni dijamant ima modul od samo 442 GPa. Agregirani dijamantni nanošipci mogu izgrebati i dijamant i ultratvrdi fulerit, još jedan alotrop ugljika koji je bio prethodni rekorder za tvrdoću.

Agregirane dijamantne nanošipke prvi su sintetizirali fizičari 2005. na Sveučilištu Bayreuth u Njemačkoj. Tim, predvođen Natalijom Dubrovinskom, koristio je posebno dizajniranu prešu za nakovnje od 5000 metričkih tona (5 milijuna kilograma) na uzorku koji se sastojao od konvencionalnih fulerena (također poznatih kao buckyballs, element C60). Komprimiranjem ovih buckyballova i zagrijavanjem na 2500 stupnjeva Kelvina, bilo je moguće stvoriti ovaj novi alotrop ugljika. Materijal se sastoji od ugljikovih nanocijevi promjera između 5 i 20 nanometara i duljine od oko jednog mikrometra svaka.

Fizički izgled agregiranih dijamantnih nanošipki sličan je onom metala koji raspršuje različite boje svjetlosti, dajući joj površinu nalik na dugu. To što se čini kao metal je neobično jer drugi alotropi ugljika (čađa, grafit, dijamant itd.) rijetko rade, osim možda grafita.

Agregirani dijamantni nanošipci također su gušće od dijamanta za faktor 0.2 – 0.4%, što ih čini najgušćim poznatim oblikom ugljika. Smatra se da je faktor koji doprinosi tvrdoći materijala nasumična orijentacija nanošipki koje ga čine. Budući da je fizička struktura nanošipki fina mreža, kao što je Kevlar®, materijal je također otporan na lomljenje, za razliku od dijamanta.

Testiranje je pokazalo da korištenje skupljenih alata s dijamantnim nanošipkama za obradu čelika daje komad alata koji se troši sporije od dijamanta i omogućuje veću preciznost. Kada postane ekonomski izvedivo masovno proizvoditi agregirane dijamantne nanošipke, oni bi doista mogli zamijeniti dijamante kao industrijski abraziv i materijal za vrhove alata.