Najteži mineral u prirodi

Ona potiče iz dubine crvenih zvezdnih giganata, deo vitalnih masti, aminokiselina i ugljenih hidrata, može formirati milione jedinjenja sa različitim hemijskim elementima i, u zavisnosti od strukture, ima apsolutno različita mehanička svojstva. Meki i krhki štap sa olovkom i najtežim dijamantskim mineralima sastoje se od istog građevinskog materijala - ugljenika. Šta čini dijamant tako jedinstvenim? Gde se koristi? Koja je njegova vrijednost?

Neuništivi toplotni provodnik

Na grčkom, reč "dijamant" znači "neuništiv". Čak i pre vremena antike, ljudi su znali neverovatnu snagu ovog kamena. U drevnim vremenima dijamanti su se uglavnom trgali u Indiji i Egiptu. A evropski ekspanziji ovog minerala došli su posle kampanja Aleksandra Velikog. Donio je kamenje magičnim artefakatima. Drevni Grci nazivali su ovim jakim mineralima suze bogova, koje su udarile u zemlju.

Ali tajna nepobedivosti kamena leži, naravno, ne u misticizmu, a ne u vezi sa duhovnim svetom. Precizna struktura rešetke elementa u obliku tetrahedra i jaka veza između atoma ugljenika pružaju najveću snagu. Zbog iste strukture, dijamant je odličan toplinski provodnik. Na primer, ako je bilo moguće napraviti kašičicu iz jedne dijamantske dijamante, ne biste ga mogli mešati šećerom u vrućem čaju, jer bi se zapalio u istom momentu kad je kašika dotakla vodu koja je ključala.

Upoređivanje tvrdoće minerala

Kako odrediti koji je mineral najteži? Ovo pitanje u devetnaestom veku je preuzeo talentovani nemački minerolog Karl Fridrih Moos. 1811. godine naučnik je predložio korištenje komparativne skale za određivanje tvrdoće različitih minerala. Sastoji se od deset stavki, od kojih svaka odgovara određenom mineralnom stanju. Prvi (talk) je najmekši, a poslednji, najteži je. Test se vrši eksperimentalno. Ako je uzorak (na primer, srebro) ogreban fluoritom, koji se nalazi na četvrtoj liniji na skali, ali nije oštećen gipsom (standardom skale na broju dva), onda srebro ima tvrdoću 3 na Mohsovoj skali.

Najteži mineral je dijamant. Potrebna je deseta linija. I iako je stol u Mohsu stavljen u opticaj već početkom devetnaestog veka, on i dalje ostaje široko primenljiv. Međutim, vredi zapamtiti da ova tabela nije linearna. To znači da dijamant, koji se nalazi pod desetom brojem, neće biti baš dvostruko jači nego apatit, koji zauzima peto mesto u tabeli. Da bi se utvrdila apsolutna vrijednost tvrdoće, korištene su druge metode.

Od kraljeva do radnika

Dijamanti su dugo vremena bili ekskluzivna preregistracija majstora nakita. Međutim, sa razvojem industrije, ovaj najsvijetniji minerala sve više se uzima u obzir ne samo sa uobičajenog estetskog aspekta, već i sa stanovišta njegovih jedinstvenih fizičkih osobina. Prvo, u proizvodnji alata koriste prirodni dijamanti, koji nisu predmet fasetiranja. To su kamenci koji su imali takve nedostatke da nije bilo moguće ukloniti zlatara. Zvali su ih tehnički dijamanti.

Bilo je vremena i povećana je potreba za alatima sa dijamantskim rezanjem i bušenjem. Na primjer, u građevinskoj industriji dijamantske bušilice su u velikoj potražnji . Njihova prednost nad kolegama od tvrdih metalnih legura je da kada se upotrebljava dijamantska bušilica, u materijalu se ne formiraju mikrokauti. Dijamant lako i čisto preseca bilo koji materijal, bilo da je kamen, beton ili metal. A odsustvo mikrokrvaka je ključ za izdržljivost strukture. Pored toga, sam proces je mnogo brži, mnogo lakši i mnogo tiši.

Iz ovoga ne iznenađuje činjenica da, prema podacima za 2016, samo u jednoj Rusiji postoji 1200 vrsta različitih alata i opreme, čiji glavni radni deo je dijamant.

Primjena u medicini

Najsvijetniji mineral u prirodi pogodan je ne samo za obradu grubih i tvrdih stijena. Dijamant je takođe neophodan u medicinskim instrumentima. Na kraju krajeva, tanji i tačniji rez rezanja tkiva, bolje je da se telo bavi restauracijom. A za složene operacije na vitalnim organima, širina reza i, uopšte, igra odlučujuću ulogu.

Pored toga, skalpel sa tankim dijamantskim filmom na sečivu ostaje oštar dugi vremenski period.

Perspektive u elektronici

Razvoj integrisanih kola dijamanata takođe aktivno napreduje. U njima se za podlogu koriste dijamanti. Tehnika proizvedena ovom metodom je otpornija na pad temperature i velike naponske skokove. Više dijamanti se mogu koristiti za prenos podataka na telekomunikacije. Karakteristike ovih kristala omogućavaju vam istovremeno prenošenje signala različitih frekvencija na isti kabel.

Najteži mineral na Zemlji pomaže u istraživanju svemira

Takođe, dijamant se traži u hemijskoj industriji. Agresivno okruženje, koje lako ošteti staklo, apsolutno nije strašno za dijamant. Fizičari koriste kristale da sprovode eksperimente u kvantnoj fizici i istraživanju svemira.

Prilikom stvaranja optika za teleskope, zahtevi za tačnost i pouzdanost materijala postaju kritični. Ovde u igri i ulazi u najsvjetlje prirodni mineral, koji se odlikuju izuzetnim fizičkim i hemijskim parametrima.

Sinteza dijamanata

Sa tako intenzivnom potražnjom za najtežim dragocjenim mineralima, pitanje njegove veštačke sinteze se naglo pojavilo. Treba napomenuti da kamene rezerve nisu u stanju da zadovolje sve veću potražnju. I nakon dugih eksperimenata, naučnici su uspjeli stvoriti analog prirodnog dijamanta, koji ima sve potrebne karakteristike. Do sada je proizvodnja veštačkih dijamanata za industrijske potrebe već postala uobičajena praksa.

Postoji nekoliko tehnika sintetizacije ovog minerala. Prvi je najprimerniji za njegovo formiranje u prirodnom okruženju. Sinteza se vrši primenom ultra visoke temperature i ogromnog pritiska. Druga tehnika vam omogućava da izvučete dijamant iz pare. Koristi se u filmskoj tehnologiji - kristali sa najboljim filmom nanose se na rezne ivice alata. Naročito je ovaj metod potreban u proizvodnji hirurških instrumenata. A treći proizvodi raspršivanje malih kristala detonacijom i brzim hlađenjem.

Eksperimenti su nastavljeni, a sintetizovan je bor nitride, što je za 20% teže od prirodnog dijamanta. Međutim, iako je ta supstanca toliko mala da se dijamant tradicionalno nastavlja smatrati najsvijetnijim mineralima.