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.
Oto najtwardszy materiał znany nauce. Wcale nie chodzi o diament

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.