Твердый как алмаз. Эта фраза сразу дает представление о том, что перед нами предмет, который трудно сокрушить. В переносном же смысле так мы описываем человека, спор с которым вряд ли приведет к тому, что он изменит свое мнение. Почему именно этот драгоценный камень стал мерилом твердости и настойчивости в достижении своих целей?
В 1812 году некто Фредерик Моос создал иерархию веществ в попытке определить самое твердое. Алмаз получил 10 из 10, то есть лучшую оценку. Тестирование, понятное дело, было весьма приблизительным. Тем удивительнее тот факт, что, во-первых, Моос оказался прав, во всяком случае в течении определенного периода времени, а, во-вторых, даже в наши дни геологи «в полях» иногда, при полном отсутствии необходимого инструментария, еще пользуются системой оценки Мооса для идентификации сомнительной по своей природе камней.
Метод Виккерса основывался на результатах шкалы Мооса. Этот тест состоит из процесса, при котором пирамидообразный алмазный пресс оказывает давление на проверяемое вещество. Из чего следует, что алмазы по-прежнему на первом месте в хит-параде самых твердых материалов. Однако лонсдейлит все испортил. Хотя, как говорится, есть нюансы.
Лонсдейлит был назван в честь ученой Кэтлин Лонсдейл. Гораздо менее популярный, чем описанный выше драгоценный камень, лонсдейлит также получается из углерода. Однако его кристаллическая структура имеет не кубическую, а гексагональную форму, из-за чего это космическое вещество называют еще гексагональным алмазом. И да, лонсдейлит на 58% круче, чем обычный алмаз сопротивляется различным воздействия извне. Но … вещество не зря называют космическим. Ведь естественным образом оно образуется только в процессе удара астероида о Землю. Последствия такого образования сказываются на чистоте вещества, и, соответственно, на способностях выдерживать тесты на прочность, потому что чужеродные фракции его ослабляют. Иными словами, тот самый лонсдейлит, что на 58% тверже алмаза, может быть выведен искусственно. Во всяком случае на сегодня никому не удалось найти это вещество без сторонних примесей.
Производство нашего следующего кандидата в чемпионы по твердости началось еще в 2004 году. Вернее, оно началось несколько раньше, просто ученые сначала не разобрались с чем они имеют дело. Но уж когда разобрались, то немедленно дали Нобелевскую премию изобретателям.
Графен настолько интересный материал, что о его твердости как физической характеристике упоминают очень мало. Собственно, фактически это лонсдейлит с гексагональной структурой из того же углерода. Однако, будучи искусственно созданным в лаборатории, этот материал гарантирует чистоту своего состава и таким образом в 100% случаях оказывается лучше как алмаза, так и лонсдейлита.
Справедливости ради нужно упомянуть новые синтетические материалы, такие, например, как Dyneema или Buckypaper, «собранные» из так называемых листов углеродных нанотрубок. Они произвели впечатление на экспертов, им прочат большое будущее, однако на практике эти материалы существуют в таком минимальном количестве, что их тестирование на сопротивление давлению и внешним воздействиям пока что не имеет практического смысла.