Ha origine nelle profondità delle giganti stellari rosse, fa parte di grassi vitali, amminoacidi e carboidrati, può formare milioni di composti con diversi elementi chimici e, a seconda della struttura, ha proprietà meccaniche completamente diverse. Lo stelo della matita morbido e fragile e il diamante minerale più duro sono realizzati con lo stesso materiale da costruzione: il carbonio. Cosa rende un diamante così unico? Dove si usa? Qual è il suo valore?
Conduttore di calore indistruttibile
Nella traduzione dal greco antico, la parola "diamante" significa "indistruttibile". Già prima dei tempi dell'antichità, la gente conosceva l'incredibile forza di questa pietra. Nei tempi antichi, i diamanti erano ampiamente scambiati in India e in Egitto. E questo minerale arrivò nelle distese europee dopo le campagne aggressive di Alessandro Magno. Ha portato le pietre come artefatti magici. Gli antichi greci chiamavano questo minerale più duro le lacrime degli dei caduti sulla terra.
Ma il segreto dell'invincibilità della pietra sta,certamente non nel misticismo e non in connessione con il mondo spirituale. La chiara struttura a reticolo dell'elemento sotto forma di tetraedri e il forte legame tra gli atomi di carbonio forniscono la massima resistenza. Grazie alla stessa struttura, il diamante è un ottimo conduttore di calore. Ad esempio, se fosse possibile ricavare un cucchiaino da un unico pezzo di diamante, non saresti in grado di mescolare lo zucchero nel tè caldo con esso, perché ti bruceresti nel momento in cui il cucchiaio tocca l'acqua bollente.
Confronto durezza minerale
Come determinare quale minerale è il più duro? Il talentuoso mineralogista tedesco Karl Friedrich Moos ha affrontato questo problema nel diciannovesimo secolo. Nel 1811, lo scienziato propose di utilizzare una scala comparativa per determinare la durezza di vari minerali. Consiste di dieci punti, ognuno dei quali corrisponde a un determinato minerale. Il primo (talco) è il più morbido e l'ultimo, rispettivamente, il più duro. La verifica viene effettuata sperimentalmente. Se un campione (ad esempio argento) è graffiato dalla fluorite, che si trova sulla quarta riga della scala, ma non è danneggiato dal gesso (scala numero due), l'argento ha una durezza di 3 sulla scala Mohs.
Il minerale più duro è il diamante. Si classifica decimo. E sebbene la tavola di Mohs sia stata messa in circolazione all'inizio del diciannovesimo secolo, rimane ancora ampiamente applicabile. Tuttavia, vale la pena ricordare che questa tabella non è lineare. Ciò significa che un diamante numero dieci non sarà esattamente due volte più duro.apatite, che è al quinto posto nella tabella. Altri metodi sono usati per determinare il valore assoluto della durezza.
Da re a lavoratori
Per molto tempo i diamanti sono stati appannaggio esclusivo dei maestri orafi. Tuttavia, con lo sviluppo dell'industria, questo minerale più duro è stato sempre più considerato non solo dal solito lato estetico, ma anche dal punto di vista delle sue proprietà fisiche uniche. Inizialmente, nella produzione di utensili, venivano usati diamanti naturali che non potevano essere tagliati. Queste sono pietre che avevano tali difetti che era impossibile eliminare il gioielliere. Divennero noti come diamanti tecnici.
Con il passare del tempo, è aumentata la necessità di utensili con taglienti diamantati e taglienti di foratura. Ad esempio, nel settore edile, le punte diamantate sono molto richieste. Il loro vantaggio rispetto alle controparti in leghe di metallo duro è che quando si lavora con una punta diamantata, non si formano microfessure nel materiale. Diamond taglia facilmente e in modo pulito qualsiasi materiale, sia esso pietra, cemento o metallo. E l'assenza di microfessure è la chiave per la durabilità della struttura. Inoltre, il processo di lavoro stesso è molto più veloce, notevolmente più semplice e molto più silenzioso.
Sulla base di ciò, non sorprende che, secondo i dati del 2016, la sola Russia produca 1200 tipi di vari strumenti e attrezzature, la cui principale parte di lavoro è il diamante.
Applicazioni mediche
Il minerale più duro in natura è adatto non solo per l'uso nella lavorazione di grezzi e durirazze. Il diamante è anche indispensabile negli strumenti medici. Dopotutto, più sottile e precisa è l'incisione dei tessuti, meglio il corpo affronta il recupero. E per operazioni complesse sugli organi vitali, l'ampiezza dell'incisione gioca un ruolo decisivo ancora di più.
Inoltre, il bisturi con una sottile pellicola diamantata sulla lama rimane affilato per un lungo periodo di tempo.
Prospettive nell'elettronica
Anche lo sviluppo di circuiti integrati diamantati viene attivamente promosso. In questi, minuscoli diamanti sono usati per il supporto. Le apparecchiature prodotte con questo metodo sono più resistenti alle variazioni di temperatura e ai grandi picchi di tensione. I diamanti possono essere utilizzati anche per trasmettere dati nelle telecomunicazioni. Le caratteristiche di questi cristalli consentono di trasmettere segnali di frequenze diverse contemporaneamente sullo stesso cavo.
Il minerale più duro sulla Terra aiuta nell'esplorazione spaziale
Inoltre, il diamante è richiesto nell'industria chimica. Un ambiente aggressivo che danneggia facilmente il vetro non è assolutamente terribile per un diamante. I fisici usano i cristalli per condurre esperimenti di fisica quantistica ed esplorazione dello spazio.
Quando si creano ottiche per telescopi, i requisiti per l'accuratezza e l'affidabilità dei materiali diventano critici. È qui che entra in gioco il minerale naturale più duro, che ha parametri fisici e chimici eccezionali.
Sintetizzare i diamanti
Con una domanda così intensa peril minerale prezioso più duro, sorse bruscamente la questione della sua sintesi artificiale. Si noti che nessuna riserva di pietre è in grado di soddisfare la domanda sempre crescente. E dopo lunghi esperimenti, gli scienziati sono riusciti a creare un analogo del diamante naturale, che ha tutte le caratteristiche necessarie. Ad oggi, la produzione di diamanti artificiali per esigenze industriali è già diventata una pratica comune.
Ci sono diversi metodi per sintetizzare questo minerale. Il primo è il più vicino alla sua formazione nell'ambiente naturale. La sintesi viene eseguita utilizzando temperature ultra elevate e pressioni enormi. La seconda tecnica permette di estrarre il diamante dal vapore. Viene utilizzato nella tecnologia dei film: i cristalli vengono applicati come una pellicola sottile sui taglienti degli strumenti. Questo metodo è particolarmente richiesto nella produzione di strumenti chirurgici. E il terzo produce una dispersione di piccoli cristalli usando la detonazione e il raffreddamento rapido.
Gli esperimenti sono continuati ed è stato sintetizzato il nitruro di boro, che è il 20% più duro del diamante naturale. Tuttavia, sebbene questa sostanza sia così piccola che il diamante è tradizionalmente considerato il minerale più duro.
