Potječe u dubinama crvenih zvjezdanih divova, dio je vitalnih masti, aminokiselina i ugljikohidrata, može tvoriti milijune spojeva s različitim kemijskim elementima i, ovisno o strukturi, ima potpuno različita mehanička svojstva. Mekana i lomljiva stabljika olovke i najtvrđi mineralni dijamant izrađeni su od istog građevinskog materijala – ugljika. Što dijamant čini tako jedinstvenim? Gdje se koristi? Koja je njegova vrijednost?
Neuništivi vodič topline
U prijevodu s starogrčkog, riječ "dijamant" znači "neuništiv". I prije antičkih vremena ljudi su poznavali nevjerojatnu snagu ovog kamena. U antičko doba, dijamantima se široko trgovalo u Indiji i Egiptu. I ovaj mineral došao je na europska prostranstva nakon agresivnih pohoda Aleksandra Velikog. Donio je kamenje kao čarobne artefakte. Stari Grci su ovaj najtvrđi mineral nazivali suzama bogova koji su pali na zemlju.
Ali tajna nepobjedivosti kamena leži,svakako ne u misticizmu i ne u vezi s duhovnim svijetom. Jasna rešetkasta struktura elementa u obliku tetraedara i jaka veza između ugljikovih atoma osiguravaju najveću čvrstoću. Zbog iste strukture, dijamant je izvrstan provodnik topline. Na primjer, da je moguće napraviti čajnu žličicu od jednog komada dijamanta, ne biste s njom mogli umiješati šećer u vrući čaj, jer biste se opekli u trenutku kada žlica dotakne kipuću vodu.
Usporedba tvrdoće minerala
Kako odrediti koji je mineral najteži? Talentirani njemački mineralog Karl Friedrich Moos uhvatio se u koštac s ovim pitanjem u devetnaestom stoljeću. Godine 1811. znanstvenik je predložio korištenje usporedne ljestvice za određivanje tvrdoće različitih minerala. Sastoji se od deset točaka, od kojih svaka odgovara određenom mineralu. Prvi (talk) je najmekši, a posljednji najtvrđi. Provjera se provodi eksperimentalno. Ako je uzorak (na primjer, srebro) izgreban fluoritom, koji se nalazi na četvrtoj liniji na ljestvici, ali nije oštećen gipsom (standard broj dva), tada srebro ima tvrdoću 3 na Mohsovoj ljestvici.
Najtvrđi mineral je dijamant. On zauzima deseto mjesto. I premda je Mohsova tablica puštena u promet početkom devetnaestog stoljeća, ona je i dalje široko primjenjiva. Međutim, vrijedno je zapamtiti da ova tablica nije linearna. To znači da dijamant broj deset neće biti točno dvostruko tvrđi.apatit, koji zauzima peto mjesto u tabeli. Za određivanje apsolutne vrijednosti tvrdoće koriste se druge metode.
Od kraljeva do radnika
Dugo vremena su dijamanti bili prerogativ isključivo majstora nakita. Međutim, s razvojem industrije, ovaj najtvrđi mineral sve se više razmatra ne samo s uobičajene estetske strane, već i s gledišta njegovih jedinstvenih fizikalnih svojstava. U početku su se u proizvodnji alata koristili prirodni dijamanti koji se nisu mogli rezati. To je kamenje koje je imalo takve nedostatke da je draguljara bilo nemoguće eliminirati. Postali su poznati kao tehnički dijamanti.
Kako je vrijeme odmicalo, povećavala se potreba za alatima s dijamantnim rubovima za rezanje i bušenje. Na primjer, u građevinskoj industriji, dijamantne bušilice su vrlo tražene. Njihova prednost u odnosu na kolege izrađene od legura tvrdih metala je da se pri radu s dijamantnom bušilicom ne stvaraju mikropukotine u materijalu. Dijamant lako i čisto reže bilo koji materijal, bilo da se radi o kamenu, betonu ili metalu. A odsutnost mikropukotina ključ je trajnosti strukture. Osim toga, sam radni proces je puno brži, osjetno lakši i puno tiši.
S obzirom na to, ne čudi da, prema podacima za 2016. godinu, samo Rusija proizvodi 1200 vrsta raznih alata i opreme, od kojih je glavni radni dio dijamant.
Medicinske primjene
Najtvrđi mineral u prirodi pogodan je ne samo za upotrebu u obradi grubih i tvrdihpasmine. Dijamant je također nezamjenjiv u medicinskim instrumentima. Uostalom, što je tanji i točniji rez tkiva, to se tijelo bolje nosi s oporavkom. A za složene operacije na vitalnim organima širina reza još više igra odlučujuću ulogu.
Osim toga, skalpel s tankim dijamantnim filmom na oštrici ostaje oštar dugo vremena.
Prospekti u elektronici
Razvoj dijamantnih integriranih krugova također se aktivno promiče. U njima se za podlogu koriste sićušni dijamanti. Oprema proizvedena ovom metodom otpornija je na promjene temperature i velike napone. Dijamanti se također mogu koristiti za prijenos podataka u telekomunikacijama. Značajke ovih kristala omogućuju prijenos signala različitih frekvencija istovremeno na istom kabelu.
Najtvrđi mineral na Zemlji pomaže u istraživanju svemira
Također, dijamant je tražen u kemijskoj industriji. Agresivno okruženje koje lako oštećuje staklo apsolutno nije strašno za dijamant. Fizičari koriste kristale za provođenje eksperimenata u kvantnoj fizici i istraživanja svemira.
Prilikom izrade teleskopske optike zahtjevi za točnost i pouzdanost materijala postaju kritični. Ovdje na scenu stupa najtvrđi prirodni mineral koji ima izvanredne fizikalne i kemijske parametre.
Sinteziranje dijamanata
Uz tako intenzivnu potražnju zanajtvrđeg dragocjenog minerala, oštro se postavilo pitanje njegove umjetne sinteze. Imajte na umu da nikakve rezerve kamenja ne mogu zadovoljiti sve veću potražnju. I nakon dugih eksperimenata, znanstvenici su uspjeli stvoriti analog prirodnog dijamanta, koji ima sve potrebne značajke. Do danas je proizvodnja umjetnih dijamanata za industrijske potrebe već postala uobičajena praksa.
Postoji nekoliko metoda za sintetizaciju ovog minerala. Prvi je najbliži svom nastanku u prirodnom okruženju. Sinteza se provodi uz pomoć ultravisoke temperature i ogromnog tlaka. Druga tehnika vam omogućuje da izvučete dijamant iz pare. Koristi se u filmskoj tehnologiji - kristali se nanose kao tanki film na rezne rubove alata. Ova je metoda posebno tražena u proizvodnji kirurških instrumenata. A treći proizvodi raspršivanje malih kristala pomoću detonacije i brzog hlađenja.
Nastavljeni su eksperimenti i sintetiziran je bor nitrid, koji je 20% tvrđi od prirodnog dijamanta. Međutim, iako je ova tvar toliko mala da se dijamant tradicionalno smatra najtvrđim mineralom.
