Nanorod berlian teragregasi

Agregat nanodiamond alami dari struktur tumbukan Popigai, Siberia, Rusia.[1]
Struktur internal berlian nano Popigai.[1]
Struktur internal berlian nano sintetis.[1]

Nanorod berlian teragregasi, atau ADNR (Aggregated diamond nanorods), adalah bentuk berlian nanokristalin, juga dikenal sebagai nanodiamond atau hyperdiamond.

Penemuan

Nanodiamond atau hyperdiamond diproduksi dengan kompresi grafit pada tahun 2003 oleh sekelompok peneliti di Jepang dan dalam karya yang sama, yang diterbitkan di Nature, terbukti jauh lebih keras daripada berlian curah.[2] Kemudian, ia juga diproduksi dengan kompresi fullerene dan dipastikan menjadi material yang paling keras dan paling tidak dapat dikompresi, dengan modulus curah isotermal sebesar 491 gigapascal (GPa), sedangkan berlian konvensional memiliki modulus 442–446 GPa; hasil ini disimpulkan dari data difraksi sinar-X, yang juga menunjukkan bahwa ADNR lebih padat 0,3% dibandingkan berlian biasa.[3] Kelompok yang sama kemudian mendeskripsikan ADNR sebagai "memiliki kekerasan dan modulus Young yang sebanding dengan berlian alami, namun dengan 'ketahanan aus yang unggul'".[4]

Kekerasan

Permukaan ‹111› (normal hingga diagonal terbesar kubus) berlian murni memiliki nilai kekerasan 167±6 GPa jika digores dengan ujung nanodiamond, sedangkan sampel nanodiamond sendiri memiliki nilai 310 GPa jika diuji dengan nanodiamond tip. Namun, pengujian tersebut hanya berfungsi dengan baik dengan ujung yang terbuat dari bahan yang lebih keras daripada sampel yang diuji karena retak. Artinya, nilai sebenarnya nanodiamond kemungkinan lebih rendah dari 310 GPa.[5] Karena kekerasannya, hyperdiamond mungkin bisa melebihi 10 skala kekerasan mineral Mohs .

Sintesis

ADNR (hyperdiamonds/nanodiamonds) diproduksi dengan mengompresi bubuk fullerite—suatu bentuk padat karbon fullerene alotropik —melalui salah satu dari dua metode yang agak mirip. Seseorang menggunakan sel landasan berlian dan memberikan tekanan ~37 GPa tanpa memanaskan sel.[6] Dalam metode lain, fullerite dikompresi hingga tekanan yang lebih rendah (2–20 GPa) dan kemudian dipanaskan hingga suhu berkisar antara 300 hingga 2.500 K (27 hingga 2.227 °C).[7][8][9][10] Kekerasan ekstrim yang sekarang tampaknya merupakan berlian nano dilaporkan oleh para peneliti pada tahun 1990an.[5][6] Bahannya adalah serangkaian nanorod berlian yang saling berhubungan, dengan diameter antara 5 dan 20 nanometer dan panjang masing-masing sekitar 1 mikrometer.

Agregat nanodiamond ca. berukuran 1 mm juga terbentuk di alam, dari grafit akibat tumbukan meteorit, seperti struktur tumbukan Popigai di Siberia, Rusia.[1]

Lihat juga

Referensi

  1. ^ a b c d Ohfuji, Hiroaki; Irifune, Tetsuo; Litasov, Konstantin D.; Yamashita, Tomoharu; Isobe, Futoshi; Afanasiev, Valentin P.; Pokhilenko, Nikolai P. (2015). "Natural occurrence of pure nano-polycrystalline diamond from impact crater". Scientific Reports. 5: 14702. Bibcode:2015NatSR...514702O. doi:10.1038/srep14702. PMC 4589680 alt=Dapat diakses gratis. PMID 26424384.  Kesalahan pengutipan: Tanda <ref> tidak sah; nama "popigai" didefinisikan berulang dengan isi berbeda
  2. ^ Irifune, Tetsuo; Kurio, Ayako; Sakamoto, Shizue; Inoue, Toru; Sumiya, Hitoshi (2003). "Materials: Ultrahard polycrystalline diamond from graphite". Nature. 421 (6923): 599–600. Bibcode:2003Natur.421..599I. doi:10.1038/421599b. PMID 12571587. 
  3. ^ Dubrovinskaia, Natalia; Dubrovinsky, Leonid; Crichton, Wilson; Langenhorst, Falko; Richter, Asta (2005). "Aggregated diamond nanorods, the densest and least compressible form of carbon". Applied Physics Letters. 87 (8): 083106. Bibcode:2005ApPhL..87h3106D. doi:10.1063/1.2034101. 
  4. ^ Dubrovinskaia, Natalia; Dub, Sergey; Dubrovinsky, Leonid (2006). "Superior Wear Resistance of Aggregated Diamond Nanorods". Nano Letters. 6 (4): 824–6. Bibcode:2006NanoL...6..824D. doi:10.1021/nl0602084. PMID 16608291. 
  5. ^ a b Blank, V (1998). "Ultrahard and superhard phases of fullerite C60: Comparison with diamond on hardness and wear" (PDF). Diamond and Related Materials. 7 (2–5): 427–431. Bibcode:1998DRM.....7..427B. doi:10.1016/S0925-9635(97)00232-X. Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 2011-07-21.  Kesalahan pengutipan: Tanda <ref> tidak sah; nama "blank" didefinisikan berulang dengan isi berbeda
  6. ^ a b Blank, V; Popov, M; Buga, S; Davydov, V; Denisov, V; Ivlev, A; Marvin, B; Agafonov, V; et al. (1994). "Is C60 fullerite harder than diamond?". Physics Letters A. 188 (3): 281. Bibcode:1994PhLA..188..281B. doi:10.1016/0375-9601(94)90451-0. 
  7. ^ Kozlov, M (1995). "Superhard form of carbon obtained from C60 at moderate pressure". Synthetic Metals. 70 (1–3): 1411–1412. doi:10.1016/0379-6779(94)02900-J. 
  8. ^ Blank, V (1995). "Ultrahard and superhard carbon phases produced from C60 by heating at high pressure: structural and Raman studies". Physics Letters A. 205 (2–3): 208–216. Bibcode:1995PhLA..205..208B. doi:10.1016/0375-9601(95)00564-J. 
  9. ^ Szwarc, H; Davydov, V; Plotianskaya, S; Kashevarova, L; Agafonov, V; Ceolin, R (1996). "Chemical modifications of C under the influence of pressure and temperature: from cubic C to diamond". Synthetic Metals. 77 (1–3): 265–272. doi:10.1016/0379-6779(96)80100-7. 
  10. ^ Blank, V (1996). "Phase transformations in solid C60 at high-pressure-high-temperature treatment and the structure of 3D polymerized fullerites". Physics Letters A. 220 (1–3): 149–157. Bibcode:1996PhLA..220..149B. doi:10.1016/0375-9601(96)00483-5. 

Tautan eksternal

Wikimedia Commons memiliki media mengenai Nanodiamonds.