Какое из известных веществ самое твердое ?

С некоторых пор уже не алмаз.

В 2005 г. ученые из Университета Байройт в Германии, подвергнув чистый углерод воздействию необычайно вы­соких температур под давлением, создали новый матери­ал. Его назвали «гипералмаз», или «агрегированные нано-стержни алмаза» (ADNR), и, хотя материал этот невероятно твердый, с виду он больше напоминает ас­фальт или блестящий черный пудинг.

Давно не секрет, что с помощью давления и тепла можно превратить одну форму чистого углерода (гра­фит) в другую (алмаз). Однако байройтская команда не использовала ни ту ни другую. Они взяли третью форму чистого углерода — фуллерит, также известный как бак-минстерфуллерен или «бакиболы». Шестьдесят углерод­ных атомов образуют молекулу в форме футбольного мяча — или одного из множества геодезических купо­лов, спроектированных американским архитектором Ри­чардом Бакминстером Фуллером (1895—1983).

В алмазе атомы углерода организованы в кубики, уложенные в пирамидки; новое же вещество состоит из крошечных сцепленных друг с другом стерженьков. Из-за своих размеров они и получили название «наностержни»: nanos в переводе с греческого означает «карлик». Каж­дый — в микрон (одна миллионная часть метра) длиной и 20 нанометров (20 миллиардных долей метра) толщи­ной, что примерно одна пятидесятитысячная часть тол­щины волоса человека.

Воздействие на фуллерит сверхвысоких температур (2220 °С) и сжатия (в 200 000 раз превышающего нор­мальное давление атмосферы) создало не только самое твердое, но и самое жесткое и плотное вещество из известных науке.

Плотность материала определяется тем, насколько тесно упакованы молекулы, и измеряется она с помощью рентгеновских лучей. ADNR на 0,3% плотнее алмаза.

Жесткость — мера сжимаемости, величина силы, ко­торая должна быть приложена равномерно со всех сто­рон, чтобы материал уменьшился в объеме. Основной единицей жесткости служит паскаль, по имени Блеза Паскаля (1623 — 1662), французского математика, который помог усовершенствовать барометр — прибор для из­мерения атмосферного давления. Показатель жесткости ADNR — 491 гигапаскаль (гПа), у алмаза он = 442 гПа, а у железа = 180 гПа. Таким образом, ADNR в три раза труднее сжать, чем железо.

Определить твердость несколько проще: если один материал оставляет царапину на другом, значит, первый тверже второго. В 1812 г. немецкий минералог Фридрих Моос (1773—1839) предложил десятибалльную шкалу от­носительной твердости минералов — шкалу Мооса. На­чинается она с мягчайшего талька (единица по шкале Мооса). Довольно мягок свинец (1,5); ноготь ранжируется в 2,5 (такая же твердость у золота); посередине шкалы — стекло и ножевая сталь (5,5). Простая наждачка (кото­рую делают из корунда) — 9 единиц по шкале Мооса, ну а вершину шкалы, при показателе 10, занимает алмаз. Поскольку ADNR может процарапать алмаз, он, в бук­вальном смысле, «зашкаливает».

И наконец, еще более неутешительная новость для фа­натов алмазов: эти бриллианты не «навсегда». Графит (ко­торый, как ни странно, — одно из наиболее мягких ве­ществ, известных науке: он мягок, как тальк) химически намного устойчивее алмаза. На самом деле любой алмаз очень медленно превращается обратно в графит. Прав­да, процесс этот незаметен. Не стоит опасаться, что в один прекрасный день серьги у вас в ушах обернутся ка­рандашами.