Le matériau le plus résistant de la nature a maintenant une concurrence féroce. Pour la première fois, les chercheurs ont des preuves tangibles que les diamants hexagonaux fabriqués par l'homme sont plus rigides que les diamants cubiques communs trouvés dans la nature et souvent utilisés dans les bijoux.

Nommés pour leur structure cristalline à six côtés, des diamants hexagonaux ont été trouvés sur certains sites d'impact de météorites, et d'autres ont été faites brièvement dans les laboratoires, mais ceux-ci étaient soit trop petits, soit avaient une existence trop courte pour être mesurés.

À présent, des scientifiques de l'Institute for Shock Physics de l'Université de l'État de Washington ont créé des diamants hexagonaux suffisamment gros pour mesurer leur rigidité à l'aide d'ondes sonores. Leurs conclusions sont détaillées dans un article récent de Examen physique B.

"Le diamant est un matériau très unique, " dit Yogendra Gupta, directeur de l'Institute for Shock Physics et auteur correspondant de l'étude. "Ce n'est pas seulement le plus résistant, il a de belles propriétés optiques et une conductivité thermique très élevée. Maintenant, nous avons fabriqué la forme hexagonale du diamant, produit sous des expériences de compression de choc, qui est significativement plus rigide et plus résistant que les diamants gemmes ordinaires."

Les chercheurs ont longtemps voulu créer un matériau plus résistant que les diamants naturels, qui pourrait avoir une variété d'utilisations dans l'industrie. Alors que beaucoup ont théorisé que les diamants hexagonaux seraient plus forts, l'étude WSU fournit la première preuve expérimentale qu'ils le sont.

Auteur principal Travis Volz, maintenant chercheur post-doctoral au Lawrence Livermore National Laboratory, a concentré son travail de thèse à WSU sur la création de diamants hexagonaux à partir de graphite. Pour cette étude, Volz et Gupta ont utilisé de la poudre à canon et du gaz comprimé pour propulser de petits disques de graphite de la taille d'un centime à une vitesse d'environ 15, 000 miles par heure sur un matériau transparent. L'impact a produit des ondes de choc dans les disques qui les ont très rapidement transformés en diamants hexagonaux.

Immédiatement après l'impact, les chercheurs ont produit une petite onde sonore et ont utilisé des lasers pour mesurer son mouvement à travers le diamant. Le son se déplace plus rapidement à travers un matériau plus rigide. Auparavant, le son se déplaçait le plus rapidement à travers le diamant cubique; dans les diamants hexagonaux créés en laboratoire, il s'est déplacé plus rapidement.

Chaque processus s'est déroulé en plusieurs milliardièmes de seconde, ou nanosecondes, mais les chercheurs ont pu effectuer les mesures de rigidité avant que l'impact à grande vitesse ne détruise le diamant.

La rigidité est la capacité d'un matériau à résister à la déformation sous une force ou une pression, par exemple, une roche est plus rigide que le caoutchouc car le caoutchouc se plie lorsqu'il est pressé. La dureté est la résistance aux rayures ou autres déformations de surface.

Les matériaux généralement plus rigides sont également plus durs, dit Volz. Bien que les chercheurs n'aient pas été en mesure de gratter les diamants pour tester directement la dureté, en mesurant la rigidité des diamants, ils peuvent faire des déductions sur leur dureté.

Si la science avance au point où des diamants hexagonaux fabriqués en laboratoire peuvent être créés et récupérés, ils pourraient avoir une gamme d'utilisations.

"Les matériaux durs sont utiles pour les capacités d'usinage, " a déclaré Volz. " Le diamant est utilisé depuis longtemps dans les forets, par exemple. Puisque nous avons constaté que le diamant hexagonal est probablement plus dur que le diamant cubique, cela pourrait être une alternative supérieure pour l'usinage, forage ou tout type d'application où le diamant cubique est utilisé."

Si les avantages industriels sont évidents, Gupta a déclaré qu'il était encore possible que des diamants hexagonaux puissent un jour être utilisés sur des bagues de fiançailles. Actuellement, les diamants cubiques fabriqués en laboratoire ont moins de valeur par rapport à leurs pairs naturels, mais les diamants hexagonaux seraient probablement plus nouveaux.

"Si un jour nous pouvons les produire et les polir, Je pense qu'ils seraient plus demandés que les diamants cubiques, " dit Gupta. " Si quelqu'un vous dit, 'voir, Je vais vous donner le choix entre deux diamants :l'un est beaucoup plus rare que l'autre. Lequel choisiriez-vous?"