Synthetische Diamanten sind noch härter als natürliche
Neues Produkt chinesischer Forscher eignet sich zur Materialbearbeitung und für Quantencomputer
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Diamanten: Synthetisch erzeugt sind sie noch härter als ursprünglich (Bild: MECO, pixabay.com) |
Peking (pte004/06.08.2025/06:15)
Erstmals sind im Labor hexagonale Diamanten (HD) erzeugt worden, die noch härter sind als die natürlichen. Dieses Kunstück ist Wissenschaftlern des Center for High Pressure Science and Technology Advanced Research (HPSTAR) kürzlich gelungen. Ihre synthetischen Super-Diamanten verfügen über eine Kristallstruktur, von der angenommen wird, dass sie bessere physikalische Eigenschaften als herkömmliche Diamanten hat. Die Forschungsergebnisse sind in "Nature" publiziert.
Druck von allen Seiten
Der Materialwissenschaftler Liuxiang Yang und sein Team haben es geschafft, hochwertige Graphit-Einkristalle durch Erhitzen und gleichmäßigen Druck von allen Seiten in HD umzuwandeln, die bis zu einem Millimeter groß sind. Sie taugen zwar nicht als Schmucksteine. Doch für die industrielle Anwendung, etwa zum Schleifen und Bohren, sind sie aufgrund ihrer höheren Härte ideal. Die besonderen optischen Eigenschaften sind besonders gefragt bei Entwicklern von Quantencomputern und Biosensoren.
Die herausragenden Eigenschaften ergeben sich aus der einzigartigen kubischen Atomstruktur der HD, in der jedes Kohlenstoffatom mit vier anderen Kohlenstoffatomen kraftvoll verbunden ist, wodurch ein starres tetraedrisches Netzwerk entsteht. Mehrere davon sind übereinandergestapelt, sodass kubische Diamantkristalle entstehen. Diese fand man bisher lediglich im Meteoriten Canyon Diablo, der 1891 in Arizona entdeckt wurde. Man vermutet, dass hohe Temperaturen und die Stoßkompression, die beim Meteoriteneinschlag entstand, den darin enthaltenen Graphit in HD umwandelte. Der besondere Diamant im Meteoriten erhielt die Bezeichnung Lonsdaleit.
Richtiges Rezept
Seit vielen Jahren versuchen Wissenschaftler, die von hoher Temperatur und hohem Druck gekennzeichnete Situation beim Auftreffen des Meteoriten auf die Erdoberfläche im Labor nachzuvollziehen. Doch die Produkte waren zu klein, um sie weiter untersuchen zu können und meist verunreinigt, was die herausragenden HD-Eigenschaften beeinträchtigte. Erst die Forscher in dem chinesischen Speziallabor fanden nun das richtige Rezept.
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