NISSIN DIAry

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硬さが変わる可逆ダイヤモンド

ダイヤモンドの硬さが変わるとは誰が想像しただろう。
ところが最新の研究によると、ある種の特殊な構造の炭素分子の場合、
圧力の増減に応じてダイヤモンドのように硬くなったり、グラファイト(黒鉛)のように軟らかくなったりするという。

今回分析された炭素分子構造は、ガラス状の非晶質物質「アモルファスダイヤモンド」。 
                     結晶  


ダイヤモンドの硬さの秘密は原子配列にあり、ダイヤモンドは炭素原子が互いに「立体的」に結合しており、がっしりとしたピラミッド状の連続的な結晶構造を形成している。

一方、グラファイトは軟らかく剥がれやすい。炭素原子が「平面的」に結合し、互いに強く結び付いていない原子のシートがサンドイッチ状に重なっている構造だからだ。

しかし、今回使用した非晶質である2つのダイヤモンドの小片で挟み込み、地殻の地下数百キロと同じレベルの圧力を加えると、なーんと炭素の結合がダイヤモンドのような立体構造に変化し、結晶性ダイヤモンドに匹敵する硬度を発揮するようになった。

圧力を取り除くと、平面的な結合構造が復活し、軟らかいガラス状の形態に戻った。

「可逆ダイヤモンドは魅力的な物質で、さまざまな用途に利用できると考えられる。ただし、商業利用について語るのは時期尚早だ。まだゆっくりと加圧する実験しか行っていない」と 研究者は語る。

 今後は、急速に加圧された場合の硬度変化について研究を進めていくという。
例えば、高速で飛んできた弾丸がぶつかる圧力で、瞬間的に硬化する材料が開発できれば、まったく新しい防弾チョッキに応用できるらしい。
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研究成果は、「Physical Review Letters」誌に掲載の予定。

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まとめtyaiました【硬さが変わる可逆ダイヤモンド】
ダイヤモンドの硬さが変わるとは誰が想像しただろう。 ところが最新の研究によると、ある種の特殊な構造の炭素分子の場合、 圧力の増減に応じてダイヤモンドのように硬くなったり、グラファイト(黒鉛)のように軟らかくなったりするという。 今回分析された炭素分子構造?...
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