Възниква в дълбините на червените звездни гиганти, част е от жизненоважни мазнини, аминокиселини и въглехидрати, може да образува милиони съединения с различни химични елементи и в зависимост от структурата има напълно различни механични свойства. Мекото и крехко стебло на молива и най-твърдият минерален диамант са изработени от един и същ строителен материал - карбон. Какво прави един диамант толкова уникален? Къде се използва? Каква е стойността му?
Неразрушим топлопроводник
В превод от древногръцки, думата "диамант" означава "неразрушим". Още преди времената на древността хората са знаели невероятната сила на този камък. В древни времена диамантите са били широко търгувани в Индия и Египет. И този минерал дойде в европейските простори след агресивните походи на Александър Велики. Той донесе камъните като магически артефакти. Древните гърци наричали този най-твърд минерал сълзите на боговете, паднали на земята.
Но тайната на непобедимостта на камъка се крие,със сигурност не в мистика и не във връзка с духовния свят. Ясната решетъчна структура на елемента под формата на тетраедри и силната връзка между въглеродните атоми осигуряват най-висока здравина. Поради същата структура, диамантът е отличен топлопроводник. Например, ако беше възможно да направите една чаена лъжичка от едно-единствено парче диамант, нямаше да можете да разбъркате захарта в горещ чай с нея, защото бихте се изгорили в момента, в който лъжицата докосне вряща вода.
Сравнение на твърдостта на минералите
Как да определим кой минерал е най-твърд? Талантливият немски минералог Карл Фридрих Моос се заел с този въпрос през деветнадесети век. През 1811 г. ученият предлага да се използва сравнителна скала за определяне на твърдостта на различни минерали. Състои се от десет точки, всяка от които съответства на определен минерал. Първият (талк) е най-мекият, а последният, съответно, най-твърдият. Проверката се извършва експериментално. Ако проба (например сребро) е надраскана от флуорит, който е на четвъртата линия на скалата, но не е повреден от гипс (стандарт номер две), тогава среброто има твърдост 3 по скалата на Моос.
Най-твърдият минерал е диамантът. Той се нарежда на десето място. И въпреки че таблицата на Моос е пусната в обращение в началото на деветнадесети век, тя все още остава широко приложима. Въпреки това си струва да се помни, че тази таблица не е линейна. Това означава, че диамант номер десет няма да бъде точно два пъти по-твърд.апатит, който се нарежда на пето място в таблицата. Други методи се използват за определяне на абсолютната стойност на твърдостта.
От крале до работници
Дълго време диамантите са били прерогатив изключително на майстори на бижута. Въпреки това, с развитието на индустрията, този най-твърд минерал все повече се разглежда не само от обичайната естетическа страна, но и от гледна точка на неговите уникални физически свойства. Първоначално при производството на инструменти са използвани естествени диаманти, които не могат да бъдат отрязани. Това са камъни, които са имали такива дефекти, че е било невъзможно да се премахнат бижутера. Те станаха известни като технически диаманти.
С течение на времето нуждата от инструменти с диамантени режещи и пробиващи ръбове нараства. Например, в строителната индустрия диамантените бормашини са много търсени. Предимството им пред аналозите, изработени от твърди метални сплави, е, че при работа с диамантено свредло не се образуват микропукнатини в материала. Диамантът лесно и чисто реже всеки материал, било то камък, бетон или метал. А отсъствието на микропукнатини е ключът към издръжливостта на конструкцията. Освен това самият процес на работа е много по-бърз, забележимо по-лесен и много по-тих.
Въз основа на това не е изненадващо, че според данните за 2016 г. само Русия произвежда 1200 вида различни инструменти и оборудване, основната работна част от които е диамант.
Медицински приложения
Най-твърдият минерал в природата е подходящ не само за обработка на груби и твърдипороди. Диамантът е незаменим и в медицинските инструменти. В крайна сметка, колкото по-тънък и по-точен е разрезът на тъканите, толкова по-добре тялото се справя с възстановяването. А за сложни операции на жизненоважни органи ширината на разреза играе още повече решаваща роля.
В допълнение, скалпелът с тънък диамантен филм върху острието остава остър за дълъг период от време.
Перспективи в електрониката
Разработването на диамантени интегрални схеми също се насърчава активно. В тях за подложката се използват малки диаманти. Оборудването, произведено по този метод, е по-устойчиво на температурни промени и големи пренапрежения. Диамантите могат да се използват и за предаване на данни в телекомуникациите. Характеристиките на тези кристали ви позволяват да предавате сигнали с различни честоти едновременно по един и същ кабел.
Най-твърдият минерал на Земята помага при изследване на космоса
Също така диамантите са търсени в химическата индустрия. Агресивната среда, която лесно уврежда стъклото, абсолютно не е ужасна за диамант. Физиците използват кристали за провеждане на експерименти по квантова физика и изследване на космоса.
При създаването на телескопна оптика изискванията за точност и надеждност на материалите стават критични. Тук влиза в действие най-твърдият естествен минерал, който има изключителни физични и химични параметри.
Синтезиране на диаманти
С толкова интензивно търсене нанай-твърдия скъпоценен минерал, остро възникна въпросът за неговия изкуствен синтез. Имайте предвид, че никакви запаси от камъни не са в състояние да задоволят постоянно нарастващото търсене. И след продължителни експерименти, учените успяха да създадат аналог на естествен диамант, който има всички необходими характеристики. Към днешна дата производството на изкуствени диаманти за промишлени нужди вече е станало обичайна практика.
Има няколко метода за синтез на този минерал. Първият е най-близък до образуването му в естествена среда. Синтезът се извършва с помощта на свръхвисока температура и огромно налягане. Втората техника ви позволява да извлечете диаманта от парата. Използва се във филмовата технология - кристалите се нанасят като тънък филм върху режещите ръбове на инструментите. Този метод е особено търсен при производството на хирургически инструменти. А третият произвежда разпръскване на малки кристали с помощта на детонация и бързо охлаждане.
Експериментите продължиха и беше синтезиран борен нитрид, който е с 20% по-твърд от естествения диамант. Въпреки това, докато това вещество е толкова малко, че диамантът традиционно се смята за най-твърдия минерал.
