Superdiamenty - Czy istnieje materiał twardszy od diamentu?

Diamenty, będące najtwardszymi znanymi na Ziemi materiałami, mogą wkrótce zostać pokonane przez jeszcze potężniejsze struktury - superdiamenty. Sugeruje to zaawansowany superkomputer, który przeprowadził symulacje ewolucji milionów atomów węgla poddanych ekstremalnym ciśnieniom.

Według obliczeń komputera, istnieje hipotetyczna faza węgla, określana jako BC8, która jest o 30% bardziej odporna na ściskanie niż zwykłe diamenty. Podobnie jak one, superdiamenty składałyby się z atomów węgla, ale ułożonych w specyficzny, stabilny sposób pod wpływem ogromnego ciśnienia.

Naukowcy od dawna wiedzieli, że węgiel może tworzyć różne krystaliczne struktury w zależności od warunków, takich jak temperatura i ciśnienie. Diamenty są jednym z takich układów, w których atomy węgla tworzą sieć tetraedryczną. Jednak symulacje komputerowe sugerują, że istnieje jeszcze inna, bardziej odporna na ściskanie faza, określana jako BC8.

Ta faza zwykle występuje w krzemie i germanie, ale jak się okazuje, może również powstawać w czystym węglu, tworząc hipotetyczne superdiamenty. Naukowcy uważają, że takie struktury mogłyby faktycznie istnieć w ekstremalnych warunkach panujących w kosmosie, na przykład wewnątrz wielkich planet gazowych.

Stworzenie superdiamentów w laboratoryjnych warunkach na Ziemi wciąż pozostaje wyzwaniem. Wymagałoby to bowiem osiągnięcia niespotykanego dotąd ciśnienia, rzędu setek gigapaskali. Dla porównania, ciśnienie w głębi Ziemi wynosi zaledwie około 360 GPa.

Mimo tych trudności, naukowcy są optymistycznie nastawieni co do możliwości syntezy superdiamentów w przyszłości. Ich odkrycie mogłoby mieć ogromne znaczenie praktyczne, otwierając drzwi do zupełnie nowych zastosowań tych materiałów, na przykład w ekstremalnie wytrzymałych narzędziach lub pancerzach.

Choć na razie superdiamenty pozostają jedynie hipotetycznym bytem, ich potencjalne istnienie w kosmosie stanowi fascynujący trop dla badaczy poszukujących nowych, niezwykłych form materii. Być może w przyszłości uda się je zreplikować w laboratorium, dając ludzkości dostęp do materiałów jeszcze potężniejszych niż wszystko, co dotychczas poznaliśmy.