Thứ sáu 29/03/2024 16:33 24h qua English RSS
Hotline: 094 540 6866

Kim cương có còn là vật liệu cứng nhất thế giới?

12:22 | 17/01/2021

Nhờ sự phát triển của khoa học và công nghệ, con người đã tìm ra vật chất cứng hơn cả kim cương.

Từ "kim cương" có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp là "ἀδάμας" (đọc là adamas), có nghĩa là không thể phá vỡ. Trong nhiều thập kỷ, con người đã sử dụng triệt để độ cứng của kim cương nhằm cắt gọt các vật liệu khác. Ngoài ra, với khả năng tương tác tốt với ánh sáng, kim cương cũng là món đồ trang sức được phái đẹp vô cùng thèm muốn. Nhưng đây có phải là vật liệu cứng nhất trên trái đất?

Vật liệu tự nhiên cứng nhất trên trái đất

Khi nói đến các vật liệu tự nhiên cứng nhất, kim cương chắc chắn không có đối thủ. Nhờ kết cấu nhỏ gọn nên độ cứng của kim cương rất khó bị đánh bại. Một trong những cách đo độ cứng được sử dụng phổ biến nhất là thang đo Mohs.

Đây là thứ được thiết kế bởi nhà khoáng vật học người Đức Friedrich Mohs vào thế kỷ 19. Thang đo này đặc trưng cho tính chất chống lại vết trầy ở những khoáng vật khác nhau dựa trên tính chất khoáng vật có độ cứng lớn hơn sẽ làm trầy khoáng vật có độ cứng nhỏ hơn. Nó phân định độ cứng của vật liệu từ 0 đến 10, với 10 điểm là độ cứng cao nhất (ít bị ảnh hưởng bởi vết xước nhất) và 0 là có độ cứng thấp nhất.

kim cuong co con la vat lieu cung nhat the gioi
Kim cương đứng đầu trên thang đo độ cứng Mohs.

Kim cương đạt điểm 10 hoàn hảo trong thang điểm này và cho thấy rằng đây là vật liệu tự nhiên cứng nhất. Để hiểu được kim cương cứng như thế nào, bạn cần biết rằng thép chỉ đạt 4,5 điểm trong thang đo độ cứng Mohs.

Đến gần đây, khi thang đo độ cứng Mohs không được giới khoa học đánh giá là chính xác nữa và người ta chuyển sang cách sử dụng bài kiểm tra độ cứng Vickers. Với phương pháp này, kim cương vẫn được xác nhận là vật liệu tự nhiên cứng nhất trên trái đất.

Kim cương là một dạng thù hình của Carbon, được tạo thành từ năm nguyên tử Carbon chia sẻ các electron với nhau trong cấu trúc mạng tinh thể tứ diện. Liên kết cộng hóa trị giữa các nguyên tử Carbon này là rất bền và khó bị phá vỡ ở nhiệt độ phòng.

Do liên kết cộng hóa trị bền chặt này, kim cương không có các electron tự do, khiến nó trở nên dẫn điện kém nhưng lại dẫn nhiệt rất tốt. Trên thực tế, vật liệu này dẫn nhiệt tốt hơn đồng khoảng 5 lần.

Kim cương không phải vật liệu bất khả chiến bại?

Tuy rất cứng trong nhiệt độ phòng nhưng kim cương lại trở nên dễ bị tổn thương ở nhiệt độ cao. Khi bạn nung vật liệu này trên 800 độ C, các tính chất hóa học cũng như vật lý của nó sẽ không còn như cũ, độ bền đặc trưng bị tổn hại. Vào lúc này, chúng bắt đầu phản ứng hóa học với sắt và đây là điều khiến kim cương không được ưa chuộng để gia công thép.

Do đặc tính không bền ở nhiệt độ cao của kim cương, các nhà khoa học từ lâu đã tìm kiếm một loại vật liêu siêu cứng, có tính ổn định hóa học tốt hơn. Vào năm 2009, các nghiên cứu tại Đại học giao thông Thượng Hải (Trung Quốc) và đại học Nevada (Mỹ) đã công bố tìm thấy 2 vật liệu có thể đánh bại kim cương về độ cứng. Đó là Wurtzite boron nitride (w-BN) và Lonsdaleite.

kim cuong co con la vat lieu cung nhat the gioi
Hiện tại, kim cương vẫn giữ được vị trí vật liệu cứng nhất thế giới.

w-BN có cấu trúc tương tự với kim cương nhưng nó còn có thêm Boron và Nitơ. Vật liệu này cực kỳ hiếm, chỉ có thể được tìm thấy sau một đợt phun trào núi lửa nhất định. Các nhà khoa học cho rằng w-BN cứng và ổn định về mặt hóa học hơn kim cương ở nhiệt độ cao.

Lonsdaleite cũng được tạo ra từ carbon giống như kim cương, mặc dù có cấu trúc khác. Các nhà khoa học cho rằng vật liệu này còn mạnh hơn cả w-BN. Điều thú vị là Lonsdaleite là chất trong vũ trụ được tìm thấy khi một thiên thạch giàu than chì va vào trái đất. Các mô phỏng khoa học hiện nay cho thấy vật liệu này cứng hơn kim cương 58% và khiến nó trở thành thứ cứng nhất trên Trái Đất.

Có một điểm đáng chú ý là w-BN và Lonsdaleite được cho rằng mạnh hơn kim cương nhưng tất cả tuyên bố mới chỉ dựa trên chương trình mô phỏng chạy trên máy tính chứ không phải xác minh vật lý.

Lý do là những nguyên tố này cực kỳ khó tìm nên các chuyên gia vẫn chưa kiểm tra vật lý để xác định độ cứng của chúng. Theo các mô phỏng máy tính, cả w-BN và Lonsdaleite đều có tính ổn định nhiệt rất tốt.

Tuy nhiên, kim cương dù có phải là vật liệu cứng nhất thế giới hay không thì nó vẫn là vua của các loại đá quý. Đến hiện nay, khi các nhà khoa học vẫn chưa xác thực được độ cứng w-BN và Lonsdaleite bằng những bài kiểm tra vật lý thì kim cương vẫn giữ được vị trí vật liệu cứng nhất thế giới của mình.

Theo Nguyễn Dương (VNReview)/Zing.vn
Zing đặt lại tiêu đề bài viết

Theo

Cùng chuyên mục
Xem thêm
  • Tìm hiểu về cửa nhựa gỗ composite thương hiệu SaiGonDoor

    (Xây dựng) - Cửa nhựa gỗ composite hiện nay đang là một lựa chọn lý tưởng cho các không gian sống hiện đại, chúng kết hợp được tính thẩm mỹ và độ bền vững. Nhờ vào tính linh hoạt và đa dạng của sản phẩm này, cửa nhựa composite đã được sử dụng trong nhiều mục đích khác nhau, từ cửa chính của căn nhà đến cửa phòng ngủ, cửa nhà vệ sinh, thậm chí là cửa sổ. Sự kết hợp giữa vẻ đẹp tự nhiên của vân gỗ và tính năng ưu việt của nhựa làm cho cửa nhựa gỗ composite trở thành một giải pháp hoàn hảo cho không gian sống hiện đại. Bạn đang có nhu cầu tìm mua cửa nhựa gỗ composite thì Saigondoor sẽ là địa chỉ đáng tin cậy khi bạn cần tìm kiếm các sản phẩm, mẫu mã về cửa nhựa gỗ composite.

    11:56 | 23/03/2024
  • Hội thảo quốc tế “Ứng dụng thi công vách mặt dựng an toàn và thiết kế xanh bền vững 2024”

    (Xây dựng) - Chiều ngày 22/3 vừa qua tại Khách sạn Grand Plaza, Hà Nội đã diễn ra thành công Hội thảo quốc tế với chuyên đề “Ứng dụng thi công vách mặt dựng an toàn và thiết kế xanh bền vững 2024”.

    10:51 | 23/03/2024
  • Nghệ An: Sẽ tổ chức đấu giá 2 mỏ đất làm vật liệu san lấp tại huyện Diễn Châu trong quý II/2024

    (Xây dựng) - UBND tỉnh Nghệ An vừa ban hành văn bản thông báo, về việc phê duyệt Kế hoạch đấu giá quyền khai thác khoáng sản đợt 1 năm 2024 trên địa bàn tỉnh, theo đó sẽ tổ chức đấu giá 2 mỏ đất làm vật liệu san lấp tại xã Diễn Lợi, huyện Diễn Châu trong quý II/2024.

    08:45 | 23/03/2024
  • Quảng Ninh đề xuất được mở rộng thí điểm dùng cát biển làm nền đường giao thông

    (Xây dựng) - Sau khi Bộ Giao thông vận tải có thông báo một số kết quả, nội dung chính việc thí điểm sử dụng cát biển làm nền đường giao thông, tỉnh Quảng Ninh là địa phương đầu tiên đề xuất mở rộng thí điểm này nhằm tháo gỡ khó khăn về nguồn vật liệu san lấp một số dự án hạ tầng giao thông trọng điểm trên địa bàn tỉnh.

    09:16 | 22/03/2024
  • Hội thảo Meet Sika Expert - Tìm giải pháp vật liệu xanh trong xây dựng tại Việt Nam

    (Xây dựng) – Mới đây, trong khuôn khổ chuỗi hội thảo Meet Sika Expert, Sika đã phối hợp cùng Hội đồng Công trình xanh Việt Nam (VGBC) tổ chức hội thảo chuyên đề cho các cán bộ nhân viên thiết kế của Tổng Công ty Tư vấn Xây dựng Việt Nam - CTCP (VNCC) với chủ đề “Giải pháp vật liệu xanh cho các công trình nhà xưởng tại Việt Nam”.

    20:39 | 21/03/2024
  • Viglacera mang đến giải pháp toàn diện, đột phá với sản phẩm xanh, thân thiện môi trường tại Vietbuild Hà Nội

    (Xây dựng) – Ngày 20/3, tại Hà Nội, Triển lãm quốc tế Vietbuild – sự kiện thường niên lớn nhất trong ngành Xây dựng và Kiến trúc Việt Nam đã chính thức khai mạc. Với cam kết không ngừng phát triển và đổi mới, Viglacera mang đến Triển lãm lần này một bản trình diễn các sản phẩm vật liệu xây dựng (VLXD) xanh, tiên tiến và đặc sắc…

    13:01 | 21/03/2024
  • Gia Lai: Phát hiện hàng chục m3 cát trái phép tại huyện Chư Pưh

    (Xây dựng) - Tình trạng khai thác cát trái phép xảy ra tại suối Ia Ko thuộc địa bàn thôn Lương Hà, xã Ia Blứ, huyện Chư Pưh, Gia Lai. Tuy nhiên chính quyền địa phương không kịp thời phát hiện, ngăn chặn, để hoạt động khai thác “lậu” diễn ra trong thời gian dài, gây ảnh hưởng đến môi trường, tài nguyên khoáng sản.

    10:56 | 19/03/2024
  • Xuất khẩu thép năm 2024: Vượt hai rào cản lớn để tăng trưởng bền vững

    Để nâng cao năng lực cạnh tranh cho ngành thép, các chuyên gia khuyến nghị doanh nghiệp tối ưu hóa công nghệ, tiết kiệm năng lượng, thực hiện công bố tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm theo quy định.

    10:45 | 19/03/2024
  • Thanh Hóa: Đóng cửa mỏ đất san lấp và thu hồi khoáng sản tại xã Hà Long

    (Xây dựng) – Phó Chủ tịch UBND tỉnh Thanh Hóa Lê Đức Giang vừa ký và ban hành Quyết định số 1012/QĐ-UBND về việc đóng cửa mỏ đất san lấp và thu hồi khoáng sản đi kèm tại xã Hà Long, huyện Hà Trung của Công ty TNHH Xây dựng và Thương mại Tuấn Hiền.

    18:42 | 18/03/2024
  • Mở rộng thí điểm sử dụng cát biển làm nền đường giao thông

    (Xây dựng) - Bộ Giao thông Vận tải vừa có công văn gửi UBND các tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương thông báo một số kết quả, nội dung chính việc thí điểm sử dụng cát biển làm nền đường giao thông.

    18:31 | 18/03/2024
...

Tin bài cuối cùng

Không còn dữ liệu để load