Les chercheurs synthétisent nanorods diamant; le plus dur et moins matériau de compression dans le monde
Nanofils de nombreux matériaux se révèlent beaucoup de succès, et leurs propriétés dépassent souvent celle des nanotubes, ce qui les rend d'excellents candidats pour des applications industrielles. Des calculs théoriques prédit que nanotiges diamant aurait aussi des propriétés supérieures à celle des nanotubes de carbone. Mais, à ce jour, personne n'a été en mesure de synthétiser des nanofils de diamant. Ce n'est plus vrai.
L'équipe Bayreuth a testé la compressibilité et la densité de ce nouveau matériau. Des expériences menées à l'ESRF sur la ligne de lumière à haute pression ont confirmé que la densité des rayons X du matériau ADNR est supérieure à celle du diamant de 0,2 -0,4%; ce qui rend la forme la plus dense de carbone. Des expériences ultérieures, effectuées par le chargement d'une cellule à enclume de diamant à la fois avec un diamant monocristallin et un matériau ADNR, afin de comparer directement leur comportement sous charge statique, qui identifie ADNR est également 11% de moins compressible que le diamant.
La combinaison de la dureté de l'ADNR et sa stabilité chimique en fait un matériau potentiellement excellent pour l'usinage de matériaux ferreux. « Le fait que nanotiges diamant sont très denses et non compressible a non seulement renforcé les prévisions théoriques, mais aussi donné un signe positif qu'ils ont des propriétés uniques très intéressantes », explique Leonid Doubrovinski, l'un des auteurs du document.
A l'ESRF, les chercheurs ont testé le « microdureté Vickers », en utilisant un pénétrateur de diamant. Ils ont montré directement que la pointe de la sonde n'a pas réussi à faire une empreinte sur la surface de l'ADNR. De plus ADNR peut rayer (111) faces de type IIa diamants naturels, ainsi ADNR est plus dur que le diamant naturel et par conséquent plus résistant à l'abrasion. La disposition aléatoire des nanotiges plus probablement donne lieu à l'augmentation de la dureté de l'ADNR et la réduction de la longueur de la liaison C-C dans les couches extérieures des nanotiges donne lieu à la densité accrue.
Les essais mécaniques ont également montré que dans les mêmes conditions, en raison de la résistance accrue contre la graphitisation, la matière ADNR est une pièce de broyage beaucoup plus efficace que le diamant synthétique ou naturel. Cela en fait un matériau potentiellement précieux en métaux ferreux usinage et de la céramique et, en raison de sa nature nanocristalline, pour l'usinage de précision et de polissage.
L'invention de l'équipe (Natalia Dubrovinskaia, Leonid Doubrovinski et Falko Langenhorst) décrivant la méthode de synthèse de superdur, résistant à l'usure, et thermiquement stables nanorods de diamants agrégées et leurs applications a été brevetée.
Source: European Synchrotron Radiation Facility