Nastaje u dubinama crvenih zvezdanih divova, deo je vitalnih masti, aminokiselina i ugljenih hidrata, može formirati milione jedinjenja sa različitim hemijskim elementima i, zavisno od strukture, ima potpuno različite mehaničke osobine. Meka i lomljiva stabljika olovke i najtvrđi mineralni dijamant napravljeni su od istog građevinskog materijala - ugljenika. Šta dijamant čini tako jedinstvenim? Gdje se koristi? Kolika je njegova vrijednost?
Neuništivi toplotni provodnik
U prijevodu sa starogrčkog, riječ "dijamant" znači "neuništiv". I prije antičkih vremena ljudi su poznavali nevjerovatnu snagu ovog kamena. U antičko doba, dijamantima se široko trgovalo u Indiji i Egiptu. I ovaj mineral je došao na evropska prostranstva nakon agresivnih pohoda Aleksandra Velikog. Donio je kamenje kao magične artefakte. Stari Grci su ovaj najtvrđi mineral nazivali suzama bogova koji su pali na zemlju.
Ali tajna nepobedivosti kamena leži,svakako ne u misticizmu i ne u vezi sa duhovnim svetom. Jasna rešetkasta struktura elementa u obliku tetraedara i jaka veza između atoma ugljika pružaju najveću snagu. Zbog iste strukture, dijamant je odličan provodnik toplote. Na primjer, da je moguće napraviti čajnu žličicu od jednog komada dijamanta, ne biste mogli njome da umiješajte šećer u vrući čaj, jer biste se opekli u trenutku kada kašika dotakne kipuću vodu.
Poređenje tvrdoće minerala
Kako odrediti koji je mineral najteži? Talentovani nemački mineralog Karl Fridrih Moos uhvatio se u koštac sa ovim pitanjem u devetnaestom veku. Godine 1811. naučnik je predložio korištenje komparativne skale za određivanje tvrdoće različitih minerala. Sastoji se od deset tačaka, od kojih svaka odgovara određenom mineralu. Prvi (talk) je najmekši, a posljednji najtvrđi. Provjera se vrši eksperimentalno. Ako je uzorak (na primjer, srebro) izgreban fluoritom, koji je na četvrtoj liniji na skali, ali nije oštećen gipsom (standard broj dva), tada srebro ima tvrdoću 3 po Mohsovoj skali.
Najtvrđi mineral je dijamant. On je deseti. I iako je Mohsova tabela puštena u promet početkom devetnaestog vijeka, ona je i dalje široko primjenjiva. Međutim, vrijedi zapamtiti da ova tablica nije linearna. To znači da dijamant broj deset neće biti dvostruko tvrđi.apatit, koji je na petom mestu u tabeli. Druge metode se koriste za određivanje apsolutne vrijednosti tvrdoće.
Od kraljeva do radnika
Dugo vremena su dijamanti bili prerogativ isključivo majstora nakita. Međutim, razvojem industrije ovaj najtvrđi mineral se sve više razmatra ne samo sa uobičajene estetske strane, već i sa stanovišta njegovih jedinstvenih fizičkih 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 zlatara bilo nemoguće eliminirati. Postali su poznati kao tehnički dijamanti.
Kako je vrijeme odmicalo, potreba za alatima sa dijamantskim reznim ivicama i ivicama za bušenje se povećavala. Na primjer, u građevinskoj industriji, dijamantske bušilice su veoma tražene. Njihova prednost u odnosu na kolege izrađene od legura tvrdih metala je u tome što se pri radu s dijamantskom 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 je ključ trajnosti strukture. Osim toga, sam proces rada je mnogo brži, osjetno lakši i mnogo tiši.
Na osnovu ovoga, nije iznenađujuće da, prema podacima za 2016. godinu, samo Rusija proizvodi 1200 vrsta raznih alata i opreme, čiji je glavni radni dio dijamant.
Medicinske aplikacije
Najtvrđi mineral u prirodi pogodan je ne samo za upotrebu u preradi grubih i tvrdihrase. Dijamant je također nezamjenjiv u medicinskim instrumentima. Uostalom, što je tanji i precizniji rez tkiva, to se tijelo bolje nosi s oporavkom. A za složene operacije na vitalnim organima, širina reza igra još više odlučujuću ulogu.
Pored toga, skalpel sa tankim dijamantskim filmom na oštrici ostaje oštar tokom dužeg vremenskog perioda.
Prospekti u elektronici
Razvoj dijamantskih integrisanih kola se takođe aktivno promoviše. 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. Karakteristike ovih kristala vam omogućavaju da prenosite signale različitih frekvencija istovremeno na istom kablu.
Najtvrđi mineral na Zemlji pomaže u istraživanju svemira
Takođe, dijamant je tražen u hemijskoj industriji. Agresivno okruženje koje lako ošteti staklo apsolutno nije strašno za dijamant. Fizičari koriste kristale za izvođenje eksperimenata u kvantnoj fizici i istraživanja svemira.
Prilikom stvaranja teleskopske optike, zahtjevi za preciznošću i pouzdanošću materijala postaju kritični. Tu na scenu stupa najtvrđi prirodni mineral, koji ima izvanredne fizičke i hemijske parametre.
Sinteziranje dijamanata
Uz tako intenzivnu potražnju zanajtvrđeg dragocjenog minerala, oštro se postavilo pitanje njegove umjetne sinteze. Imajte na umu da nikakve rezerve kamenja nisu u stanju da zadovolje sve veću potražnju. I nakon dugih eksperimenata, naučnici su uspjeli stvoriti analog prirodnog dijamanta, koji ima sve potrebne karakteristike. Do danas je proizvodnja umjetnih dijamanata za industrijske potrebe već postala uobičajena praksa.
Postoji nekoliko metoda za sintetizaciju ovog minerala. Prvi je najbliži svom formiranju u prirodnom okruženju. Sinteza se izvodi uz pomoć ultravisoke temperature i ogromnog pritiska. Druga tehnika vam omogućava da izvučete dijamant iz pare. Koristi se u filmskoj tehnologiji - kristali se nanose kao tanki film na rezne ivice alata. Ova metoda je posebno tražena u proizvodnji hirurških instrumenata. A treći proizvodi raspršivanje malih kristala pomoću detonacije i brzog hlađenja.
Eksperimenti su nastavljeni i sintetizovan je bor nitrid, koji je 20% tvrđi od prirodnog dijamanta. Međutim, dok je ova supstanca toliko mala da se dijamant tradicionalno smatra najtvrđim mineralom.
