과학자들, 다이아몬드보다 더 강한 물질 개발..그러나 Scientists Create Crystal Stronger Than Diamond
Scientists Create Crystal Stronger Than Diamond
Currently, diamond is regarded to be one of the hardest and most scratch-resistant natural materials in the world. Most diamonds found in nature and often used in jewelry display a cubic crystal structure, a repeating pattern of 8 atoms forming a cube with carbon atoms at its vertices. Each carbon atom forms four bonds with its neighbors, explaining the overall stability and hardness of the crystal structure.
Although diamond is commonly mentioned as the hardest mineral, there are minerals that are harder. Moissanite, a naturally occurring silicon-carbide, is almost as hard as diamond. It is a rare mineral, discovered by the French chemist Henri Moissan in 1893 while examining rock samples from a meteor crater located in Canyon Diablo, Arizona. Hexagonal boron-nitride is 18% harder than diamond. Formed during volcanic eruptions, this mineral - so rare that it has no formal mineral name - forms microscopic small inclusions in lava rocks. But lonsdaleite, also called hexagonal diamond, since it’s made of carbon and is similar to diamond, is believed to be even stronger. In a hexagonal crystal structure, each carbon atom can form six bonds with its neighbors - in theory. Also described from samples of the Canyon Diablo meteorite, this mineral's existence was still contested in 2014, some mineralogists arguing that it was a misidentification of microscopic diamond crystals.
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현재, 다이아몬드는 세계에서 가장 단단하고 긁힘에 강한 천연 물질 중 하나로 여겨지고 있다. 대부분의 다이아몬드는 자연에서 발견되고 보석에서 종종 사용되는 입방 결정 구조를 나타내며, 8개의 원자가 꼭짓점에 탄소 원자를 가진 입방체를 형성하는 반복 패턴을 보인다. 각각의 탄소 원자는 이웃들과 4개의 결합을 형성하며 결정 구조의 전반적인 안정성과 경도를 설명한다.
다이아몬드가 가장 단단한 광물로 흔히 언급되지만, 더 단단한 광물이 있다. 자연적으로 발생하는 실리콘 카바이드인 모이산나이트는 다이아몬드만큼 단단하다. 1893년 프랑스 화학자 앙리 모이산이 애리조나주 캐니언 디아블로에 위치한 유성 분화구에서 암석 표본을 검사하던 중 발견한 희귀한 광물이다. 육각형 보론 니트라이드는 다이아몬드보다 18% 더 단단하다. 화산 폭발 중에 형성된 이 광물은 매우 희귀해서 공식적인 광물 이름이 없다.
육각형 다이아몬드라고도 불리는 론스데일라이트는 탄소로 만들어졌고 다이아몬드와 비슷하기 때문에 훨씬 더 강하다고 믿어지고 있다. 6각형 결정 구조에서, 각각의 탄소 원자는 이론적으로 이웃들과 6개의 결합을 형성할 수 있다. 캐년 디아블로 운석의 샘플에서도 설명되며, 이 광물의 존재는 2014년에도 여전히 논쟁의 대상이 되었으며, 일부 광물학자들은 이것이 미세한 다이아몬드 결정의 오식별이라고 주장한다.
경도는 긁힘 또는 기타 표면 변형에 대한 재료의 저항이다. 연구원들은 다이아몬드의 강성을 측정함으로써 직접 경도를 시험하기 위해 다이아몬드를 긁을 수는 없었지만, 그들은 그들의 경도에 대해 추론을 할 수 있다. 그 결과는 론스데일사이트가 다이아몬드보다 58% 더 강하다는 것을 보여주며, 새로운 기록을 세웠다.
불행하게도, 이 인공 육각형 다이아몬드는 단 몇 나노초 동안 존재했다. 만약 과학이 연구실에서 만든 육각형 다이아몬드가 만들어지고 회수될 수 있을 정도로 발전한다면, 그것들은 다양한 용도로 사용될 수 있을 것이다.
"단단한 재료는 가공에 유용합니다."라고 Volz는 말했다. "다이아몬드는 드릴 비트에서 오랫동안 사용되어 왔다. 육각 다이아몬드가 큐빅 다이아몬드보다 더 단단할 가능성이 높기 때문에 큐빅 다이아몬드가 사용되는 기계 가공, 드릴링 또는 어떤 종류의 응용에도 탁월한 대안이 될 수 있다."
황기철 콘페이퍼 에디터
Ki Chul Hwang Conpaper editor
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