Diamant ordinaire en vrac, Bernoulli dit, a une limite bien inférieure à 1 pour cent d'étirement. "C'était très surprenant de voir la quantité de déformation élastique que le diamant nanométrique pouvait supporter, " il dit.

« Nous avons développé une approche nanomécanique unique pour contrôler et quantifier avec précision la contrainte élastique ultralarge distribuée dans les échantillons de nanodiamants, " dit Yang Lu, co-auteur principal et professeur agrégé de génie mécanique et biomédical à CUHK. Mettre des matériaux cristallins tels que le diamant sous des contraintes élastiques ultra-larges, comme cela arrive lorsque ces pièces fléchissent, peuvent modifier leurs propriétés mécaniques ainsi que thermiques, optique, magnétique, électrique, électronique, et les propriétés de réaction chimique de manière significative, et pourrait être utilisé pour concevoir des matériaux pour des applications spécifiques grâce à "l'ingénierie des contraintes élastiques, " dit l'équipe.

L'équipe a mesuré la flexion des aiguilles de diamant, qui ont été cultivés par un procédé de dépôt chimique en phase vapeur, puis gravés à leur forme finale, en les observant au microscope électronique à balayage tout en appuyant sur les aiguilles avec une pointe de diamant nanoindenteur standard (essentiellement le coin d'un cube). Suite aux tests expérimentaux utilisant ce système, l'équipe a effectué de nombreuses simulations détaillées pour interpréter les résultats et a pu déterminer avec précision combien de stress et de tension les aiguilles de diamant pouvaient supporter sans se casser.

Les chercheurs ont également développé un modèle informatique de la déformation élastique non linéaire pour la géométrie réelle de l'aiguille de diamant, et a constaté que la contrainte de traction maximale du diamant nanométrique était aussi élevée que 9 pour cent. Le modèle informatique a également prédit que la contrainte locale maximale correspondante était proche de la résistance à la traction idéale connue du diamant, c'est-à-dire la limite théorique réalisable par un diamant sans défaut.

Lorsque toute l'aiguille de diamant était faite d'un seul cristal, la rupture s'est produite à une contrainte de traction aussi élevée que 9 pour cent. Jusqu'à ce que ce niveau critique soit atteint, la déformation pourrait être complètement inversée si la sonde était retirée de l'aiguille et que l'échantillon était déchargé. Si la petite aiguille était faite de plusieurs grains de diamant, l'équipe a montré qu'ils pouvaient encore obtenir des souches inhabituellement grandes. Cependant, la contrainte maximale atteinte par l'aiguille en diamant polycristallin était inférieure à la moitié de celle de l'aiguille en diamant monocristallin.