Oto najtwardszy materiał znany nauce. Wcale nie chodzi o diament

Diamenty są powszechnie kojarzone z ich wizualiami, ale i twardością. Nie oznacza to jednak, że stanowią najtwardsze substancje występujące we wszechświecie. Takie miano przysługuje innemu kandydatowi.
Tak wygląda grafen

Tak wygląda grafen

Być może po części winę za tego typu “dezinformację” ponosi Friedrich Mohs. To właśnie on w 1812 roku zaprezentował światu opracowaną przez siebie skalę. Była ona poświęcona twardości poszczególnych minerałów i rozciągała się od 1 do 10. Dolną granicę wyznaczał talk, natomiast górną – diament. Oczywiście wtedy nie było w tym nic nieprawdziwego, ponieważ nauka nie znała twardszych materiałów.

Czytaj też: Naukowcy zaobserwowali niespotykany stan elektronowy. Popularny materiał ma wielką tajemnicę

Z biegiem lat zaczęto używać bardziej dopracowanych skal, które w bardziej miarodajny sposób odzwierciedlają wytrzymałość materiałów. Na długiej liście można wymienić między innymi skalę twardości Vickersa (opracowana w 1924 roku), Knoopa (1939), Rockwella (opatentowana w 1914 roku) czy Millera (opracowana w 1980 roku). 

W przypadku metody zaproponowanej przez Vickersa pomiary odbywały się poprzez wgniatanie w powierzchnię badanego materiału nakładki o określonym kształcie i mierzenie powstałego odcisku. Niestety, takie podejście wciąż nie mogło być uznawane za wystarczająco miarodajne. Dlaczego? Choćby ze względu na fakt, że diamenty występują w różnych typach, przy czym niektóre okazują się twardsze od pozostałych. 

Przekonanie o rekordowej twardości diamentów wynika między innymi z dokonań Friedricha Mohsa, który w 1812 roku zaprezentował światu skalę twardości minerałów

Na przykład diamenty uznawane za najtwardsze są niemal wolne od zanieczyszczeń, ale jednocześnie stanowią zaledwie 1-2 procent naturalnie występujących diamentów. Jeśli zaś chodzi o te stworzone przez człowieka, to ich skład ma na celu zapewniać im jak najwyższą twardość. 

Wciąż brakowało jednak odpowiedzi na pytanie o to, czy diament jest najtwardszym materiałem występującym we wszechświecie. Jednym z potencjalnych kandydatów do tego miana wydawał się materiał znany jako wurcyt azotku boru. Ten powstaje naturalnie w związku z aktywnością wulkaniczną, a z symulacji wynikało, jakoby jego ziarna miały cechować się wyjątkowo wysoką twardością. Być może nawet wyższą niż w przypadku diamentów. Zdania co do tego są podzielone, lecz lista potencjalnie najtwardszych substancji znanych nauce jest dłuższa.

Czytaj też: Układ okresowy dla matematyki? Powstaje coś, co doprowadzi do serii przełomów

Na przykład lonsdaleit, będący odmianą diamentu, trafia na Ziemię wraz z meteorytami. Swego czasu uznawano go nawet za osobny minerał, lecz z czasem odnotowano jego przynależność do diamentów. W tym przypadku problematyczne są zanieczyszczenia – gdyby obniżyć ich zawartość, to lonsdaleit byłby twardszy od diamentu, jednak jak na razie nie znaleziono odpowiednio czystej próbki. W rozważaniach nad wyjątkowo wytrzymałymi materiałami nie można pomijać grafenu. Ten słynie ze swoich właściwości, a jedną z jego cech jest właśnie twardość. Pod tym względem przewyższa diament, ale naukowcy nie są zgodni co do tego, czy taką jednowarstwową strukturę można w ogóle uznać za pełnoprawny, trójwymiarowy materiał.