ゴムのように曲がって伸び〜る「ダイヤモンド」が開発される

technology 2018/04/20

Point
・ダイヤモンドは最も硬い鉱物だが、それゆえ脆い
・ナノスケールで小さな針状のダイヤモンドであれば曲げられる

 

ダイヤモンドは地上にあるどの物質よりも硬いことが知られています。一方、この硬度の高さは同時に「脆さ」に結びつくもので、通常は曲げたり伸ばしたりなどは想像もできないものです。

しかし“Science”誌に掲載された、MITを中心とするチームによる新たな研究で、非常に小さく針のような形に形成したダイヤモンドを曲げ伸ばしできることがわかりました。

 

研究に使用された針状のダイヤモンドは、非常に小さく数百ナノメートル(10億分の1メートル)しかありません。これは蒸気化した炭素を化学的に付着させて作った単結晶で、最終的にエッチングで形を整えたものです。

観測は走査型電子顕微鏡で行い、このダイヤモンドへの荷重にはナノインデンターダイヤモンドチップの角を使用しました。すると、荷重をかけてもダイヤモンドの針は折れずに曲がり、離すともとに戻ったのです。

Credit: MIT

この実験後、多くのシミュレーションによって実験結果を評価し、ダイヤモンドがどれくらいの伸展に耐えるのか正確な数値を導きました。傷のある普通のダイヤモンドは1%以下の伸展で壊れるのに対して、針状の単結晶ダイヤモンドは9%もの伸展に耐えられることがわかりました。この値は、理論上、損傷のないダイヤモンドで達成できる部分的ストレス強度に近いものです。

9%以下の伸長圧力がかかった場合、圧を戻すと単結晶のダイヤモンドの針も元の形に戻りますが、9%を超えると折れてしまいます。ダイヤモンドの針が多結晶でできている場合は、耐えられる伸長圧が半分以下になります。

この研究結果によって、曲げられるダイヤモンド技術を使ったセンサー、データストレージ、アクチュエーション、生物適合性生体内画像解析、オプトエレクトロニクス、薬物運送システムなどへの応用が期待されます。

 

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via: EurekAlert!/ translated & text by SENPAI

 

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