La naturalesa mineral més dura

S'origina en les profunditats dels gegants d'estrella vermella, forma part de greixos vitals, aminoàcids i hidrats de carboni, pot formar milions de compostos amb diferents elements químics i, depenent de l'estructura, té propietats mecàniques absolutament diferents. La barra de llapis suau i trencadissa i el mineral de diamant més dur consten del mateix material de construcció: el carboni. Què fa que un diamant sigui tan únic? On s'utilitza? Quin és el seu valor?

Condensador de calor indestructible

En grec, la paraula "diamant" significa "indestructible". Fins i tot abans dels temps de l'antiguitat, la gent coneixia la increïble força d'aquesta pedra. Antigament, els diamants eren àmpliament transmesos a l'Índia i Egipte. I les expansions europees d'aquest mineral van venir després de les campanyes d'Alejandro Magno. Va portar les pedres com artefactes màgics. Els antics grecs van anomenar a aquest mineral molt fort les llàgrimes dels déus, que van xocar al terra.

Però el secret de la invencibilitat de la pedra rau, per descomptat, no en el misticisme i no en relació amb el món espiritual. L'estructura precisa de la xarxa de l'element en forma de tetraedra i el fort enllaç entre els àtoms de carboni proporcionen la major força. A causa de la mateixa estructura, el diamant és un excel·lent conductor de calor. Per exemple, si fos possible fer una culleradeta d'un sol diamant, no podreu barrejar-lo amb sucre en un te calent, ja que cremaría en el mateix moment que la cullera tocava l'aigua bullint.

Comparació de la duresa dels minerals

Com es determina quin mineral és el més dur? Aquesta pregunta al segle XIX va ser presa pel talentós mineròleg alemany Karl Friedrich Moos. El 1811, el científic va suggerir utilitzar una escala comparativa per determinar la duresa de diversos minerals. Consta de deu elements, cadascun dels quals correspon a un mineral determinat. El primer (talc) és el més suau, i l'últim, respectivament, és el més dur. La prova es realitza de forma experimental. Si la mostra (per exemple, plata) és ratllada per fluorita, que es troba a la quarta línia de l'escala, però que no està malmesa pel guix (el nivell d'escala al número dos), la plata té una duresa de 3 a l'escala de Mohs.

El mineral més dur és un diamant. Pren la desena línia. I tot i que la taula Mohs es va posar en circulació ja a principis del segle XIX, continua essent àmpliament aplicable. No obstant això, val la pena recordar que aquesta taula no és lineal. Això significa que el diamant, que es troba sota el número desè, no serà exactament el doble del pes que l'apatita, que pren el cinquè lloc de la taula. Per determinar el valor de la duresa absoluta, s'utilitzen altres mètodes.

De Reis als Treballadors

Durant molt de temps, els diamants eren la prerrogativa exclusiva dels mestres de joies. Tanmateix, amb el desenvolupament de la indústria, aquest mineral més sòlid ha estat considerat cada cop més, no només des de l'aspecte estètic habitual, sinó també des del punt de vista de les seves propietats físiques úniques. En primer lloc, en la producció d'eines utilitzades diamants naturals, no subjectes a faceta. Són pedres que tenien defectes tals que era impossible eliminar el joier. Es deien diamants tècnics.

Hi va haver temps, i la necessitat d'augmentar les eines amb tall de diamant i perforació. Per exemple, en la indústria de la construcció, els simulacres de diamants són de gran demanda . El seu avantatge sobre els homòlegs d'aliatges de metalls durs és que quan s'utilitza un trepant de diamant, no es formen microcrapes en el material. El diamant fàcilment i netament talla qualsevol material, ja sigui de pedra, de formigó o de metall. I l'absència de microcrapes és la clau de la durabilitat de l'estructura. A més, el procés en si mateix és molt més ràpid, molt més fàcil i molt més silenciós.

Partint d'això, no és sorprenent que, segons les dades de 2016, només en una Rússia hi hagi 1200 tipus de diverses eines i equips, la principal part de treball és un diamant.

Aplicació en medicina

La naturalesa mineral més sòlida és adequada no només per al seu ús en el processament de roques aspres i dures. El diamant també és indispensable en els instruments mèdics. Després de tot, la més fina i precisa de la incisió dels teixits, millor el cos s'enfronta amb la restauració. I per a operacions complexes en òrgans vitals, l'amplada de la incisió i, en general, té un paper decisiu.

A més, el bisturí amb una fina pel·lícula de diamant a la fulla es manté fortament durant un llarg període de temps.

Perspectives en electrònica

El desenvolupament de circuits integrats de diamants també està progressant activament. En ells s'utilitzen petits diamants per al substrat. La tècnica produïda per aquest mètode és més resistent a les caigudes de temperatura i els salts de gran voltatge. Es poden utilitzar més diamants per transferir dades a les telecomunicacions. Les característiques d'aquests cristalls permeten transmetre senyals de diferents freqüències simultàniament al mateix cable.

El mineral més dur a la Terra ajuda en l'exploració espacial

A més, el diamant està en demanda en la indústria química. Entorn agressiu, que fàcilment danya el got, no és absolutament terrible per a un diamant. Els físics utilitzen cristalls per realitzar experiments en física quàntica i exploració espacial.

En crear òptica per a telescopis, els requisits per a la precisió i la fiabilitat dels materials es tornen crítics. Aquí, en el joc, s'introdueix el mineral natural més sòlid, que es distingeix pels paràmetres físics i químics destacats.

Síntesi de diamants

Amb una intensa demanda del mineral més preciós, la qüestió de la seva síntesi artificial va sorgir fortament. Cal assenyalar que cap reserva de pedra és capaç de satisfer la creixent demanda. I després de llargs experiments, els científics van aconseguir crear un anàleg de diamant natural, que té totes les característiques necessàries. Fins ara, la producció de diamants artificials per a necessitats industrials ja s'ha convertit en una pràctica habitual.

Hi ha diverses tècniques per sintetitzar aquest mineral. El primer és el més aproximat a la seva formació en l'entorn natural. La síntesi es realitza amb una temperatura ultra alta i una pressió enorme. La segona tècnica us permet extreure el diamant del vapor. S'utilitza en la tecnologia cinematogràfica: els cristalls amb la millor pel·lícula s'apliquen a les vores de tall d'eines. Especialment aquest mètode està en la demanda en la fabricació d'instruments quirúrgics. I el tercer produeix una dispersió de petits cristalls mitjançant la detonació i el refredament ràpid.

Els experiments van continuar, i el nitruro de bor es va sintetitzar, un 20% més difícil que el diamant natural. Tanmateix, mentre aquesta substància és tan petita, el diamant tradicionalment continua sent considerat el mineral més sòlid.