Πανίσχυρες, άκαμπτες και πανάλαφρεςνανοκλωστές από διαμάντια που αναμένεται να αντικαταστήσουν τους συμβατικούς νανοσωλήνες και τα πολυμερή υλικά κατασκεύασαν για πρώτη φορά αμερικανοί επιστήμονες.
Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον καθηγητή χημείας Τζον Μπάντινγκ του Πολιτειακού Πανεπιστημίου της Πενσιλβάνια, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό για νέα υλικά “Nature Materials”, ανέφεραν ότι η συγκεκριμένη δομή των καινοτομικών νανοκλωστών δεν είχε υπάρξει ποτέ έως σήμερα σε άλλο φυσικό ή συνθετικό υλικό. Ο άξονας των νανονημάτων είναι μια μακριά και πολύ λεπτή ίνα από άτομα άνθρακα, διατεταγμένα με τρόπο ώστε να έχουν την θεμελιώδη δομή ενός διαμαντιού.
«Είναι σαν ένας απίστευτος κοσμηματοποιός να έχει βάλει στη σειρά τα μικρότερα δυνατά διαμάντια και να έχει έτσι δημιουργήσει ένα περιδέραιο μινιατούρα», δήλωσε ο Τζον Μπάντινγκ. «Ακριβώς επειδή αυτή η κλωστή κατά βάση είναι διαμάντι, περιμένουμε ότι θα είναι ασυνήθιστα άκαμπτη, εκπληκτικά δυνατή και ιδιαίτερα χρήσιμη».
Το επίτευγμα έρχεται μετά από αποτυχημένες προσπάθειες σχεδόν ενός αιώνα από άλλες επιστημονικές ομάδες να συμπιέσουν μόρια που περιέχουν άτομα άνθρακα, για να δημιουργήσουν ένα διαμαντένιο νανοϋλικό.
—Η παραγωγή του υλικού
Οι αμερικανοί ερευνητές χρησιμοποίησαν μια πολύ ισχυρή συσκευή συμπίεσης στο Εθνικό ΕργαστήριοOak Ridge των ΗΠΑ, για να συμπιέσουν και να διασπάσουν σε θερμοκρασία δωματίου ένα μόριοβενζολίου, που περιέχει έξι άτομα άνθρακα και έξι άτομα υδρογόνου. Πέτυχαν έτσι για πρώτη φορά να «χειραγωγήσουν» κατάλληλα τα άτομα του άνθρακα, ώστε αυτά σε πρώτη φάση να αποκτήσουν το τετράεδρο σχήμα των ατόμων των διαμαντιών και μετά, τοποθετώντας πολλά τέτοια άτομα στη σειρά, κατόρθωσαν να δημιουργήσουν ένα διαμαντένιο “περιδέραιο”.
Το πλάτος του είναι εξαιρετικά μικρό, εκατοντάδες χιλιάδες φορές λεπτότερο από μια οπτική ίνα και απείρως πιο λεπτό από μια ανθρώπινη τρίχα.
«Δυνητικά πρόκειται για το πιο δυνατό και άκαμπτο υλικό που είναι δυνατό να επιτευχθεί, το οποίο παράλληλα είναι πολύ ελαφρύ», δήλωσε ο ερευνητής Βιν Κρέσπι. Οι ερευνητές στρέφουν πλέον την προσοχή τους στο πώς θα τελειοποιήσουν την τεχνική τους, ώστε οι νανοκλωστές να είναι ομοιόμορφες σε όλο το μήκος τους (προς το παρόν υπάρχουν ατέλειες σε μερικά σημεία), καθώς επίσης στο πώς θα παράγουν τέτοια διαμαντένια νανονήματα σε πολύ μεγαλύτερες ποσότητες, ώστε να μπορέσουν να βρουν βιομηχανικές εφαρμογές.
—Οι εφαρμογές
Μεταξύ άλλων, το νέο -ταυτόχρονα σκληρό και ελαφρύ- υλικό θα μπορούσε να αξιοποιηθεί για τηνπαραγωγή αυτοκινήτων που θα καταναλώνουν λιγότερα καύσιμα και θα είναι πιο φιλικά στο περιβάλλον.
Ο Τζον Μπάντινγκ, όμως, ονειρεύεται και κάτι πιο τολμηρό: ότι ένα τέτοιο υλικό θα ήταν το κατάλληλο για να υλοποιηθεί επιτέλους ένα παλιό όνειρο των μηχανικών: η δημιουργία σούπερ καλωδίων που θα ανεβοκατεβάζουν έναν «διαστημικό ανελκυστήρα», ύψους πολλών χιλιομέτρων.