Sklo tvrdší než diamant je realitou. Jak je to možné a k čemu se dá využít?

Mohsova stupnice tvrdosti mluví jasně, nejtvrdším nerostem je diamant. A diamant, jak vědí čtenáři detektivek a diváci akčních snímků, řeže sklo. Jenže teď už je všechno jinak. Čínští vědci představili materiál na bázi uhlíku, který je schopný diamant poškrábat. Je průhledný a vypadá jako sklo.

Tvrdý diamant je – stejně jako tuha – složený z uhlíku, jen uspořádaný v jiné krystalové soustavě. Proto je tuha tak měkká, že ji stačí otřít o papír a už se „drolí“, zatímco o diamantech se tvrdí, že jsou věčné a v prstýncích mají být symbolem stálosti. Zatímco diamant i tuha mají atomy uhlíku uspořádané v přesně definované struktuře, nový materiál nazvaný AM-III je amorfního, neuspořádaného typu úplně stejně jako... hádáte správně, sklo.

The world’s strongest and hardest amorphous material, dubbed the AM-III, has been successfully synthesized in #China. Its density is as high as 3.30 gram per cm3, meaning its hardness is similar to a diamond. pic.twitter.com/vyKHSbR5uI

— CGTN Global Business (@CGTNGlobalBiz) August 15, 2021

Zkouška tvrdosti podle Vickerse

Zajímavé výsledky přinesla zkouška tvrdosti podle Vickerse, jejíž princip spočívá v tom, že se diamantový čtyřboký jehlan s vrcholovým úhlem 136° tlačí do zkušebního materiálu. Podle míry deformace při známé síle se určuje tvrdost daného materiálu. Jen pro bližší představu, zatímco do měkké oceli se diamant zaboří při tlaku kolem 9 GPa, přirozeně se vyskytující diamanty potřebují tlak kolem 70 až 100 GPa. Na nový materiál AM-III však bylo potřeba vyvinout tlak 113 GPa, což znamená, že je skutečně schopen poškrábat diamant.

Zatím se jedná o laboratorně vyvinutý materiál, ale pokud se ho povede začít vyrábět ve větším množství, dal by se použít v celé řadě odvětví. Od vrtných korunek souprav razících tunely a geologické vzorky z hlubin Země po řezné a brusné nástroje. Nový materiál má navíc vlastnosti polovodiče, což nabízí široké možnosti využití v elektrotechnice.