ダイヤモンドよりも硬いダイヤモンド?!ロンズデーライトを合成せよ!

ダイヤモンドは地球上で一番硬いと言われています。ですが、実はダイヤモンドよりも硬い物質が存在することが知られています。それはダイヤモンドです!謎かけのようですが、ダイヤモンドを構成している炭素原子の並び方により、より硬いダイヤモンドになる可能性があるのです。そのダイヤモンドよりも硬いダイヤモンドであるロンズデーライトを合成する手法の開発が行われています。

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ダイヤモンドよりも硬いダイヤモンド?

オーストラリア国立大学とシドニー大学などの共同研究チームは、宝石のダイヤモンドよりも硬いダイヤモンドの作り出そうと研究を行っている。

ダイヤモンドは天然で最も硬い物質であり、炭素原子からできている。

透明で、形によっては光を反射し、きらびやかに見えることから、宝石に使われることも多い。

工業的にも利用価値は高く、超硬合金やセラミック、ガラスなど他の硬い物質の切断、研磨などに使われる。

ダイヤモンドは地球内部の内部の高温高圧状態で炭素が反応することにより形成されるが、現在では人工的に高温高圧状態を作り出し、人工ダイヤモンドを合成することも可能になっている。

構造により硬さが変わるダイヤモンド

だが実は宝石で使われるダイヤモンドは一番硬いダイヤモンドではないという。

ダイヤモンドには、その炭素原子の繋がり方により、ロンズデーライトと呼ばれるダイヤモンドが存在する。

通常のダイヤモンドでは一つの炭素原子が正四面体の中心にあるとすると、次の炭素原子は正四面体の頂点にある構造をしている。

その構造からこのダイヤモンドは立方晶ダイヤモンドとも呼ばれている。

だがこの炭素原子の並び方が六角形を描くように並ぶと、ロンズデーライト(六方晶ダイヤモンドとも呼ばれる)となる。

地球上では隕石の中から発見されたわずかな量しか存在しておらず、隕石から得られるロンズデーライトは不純物を含んでいるため正確な硬度は測定されていないが、計算上立方晶ダイヤモンドよりも58%硬いと考えられている。

ロンズデーライトを合成?!

研究チームは、このダイヤモンドよりも硬いダイヤモンドであるロンズデーライトを工業的手法により合成しようとしているのだ。

そしてダイヤモンドを400℃で焼成することにより、ナノスケールではあるが、合成することに成功した。

だがこの分野では小さいものほど、硬いという傾向にあるため、彼らにとって十分な研究成果であるという。

今後、このロンズデーライトを大量に作る方法が確立されれば、工業分野に大きく貢献することだろう。

今回のロンズデーライトは隕石の中から発見されたと言われています。もしかしたら、この発見は今後より重要性を増すのかもしれません。何故なら発見されたということは、その物質はこの宇宙の中で、どのようにしてかは分からなくても、作られ、存在しうるということを示しているからです。

つまりこれからの研究としては、ロンズデーライトを合成するという明確な目標に向かっていけばいいわけです。もしロンズデーライトが発見されていなかったら、このような構造をもつダイヤモンドが作ることができるのか分からないまま、ダイヤモンドよりも硬い”物質”、つまりは炭素原子だけではなく、他の原子を使ったり、複数の原子を混ぜ合わせてみたり、より広い範囲をカバーしつつ研究を進めなければいけなくなるのです。

発見というのが研究を進める上で、いかに重要かというのは感じていましたが、今回の記事により再認識できたように思えます。発見をするために、いろいろな知識を身につけ、一つのデータを様々な角度から見るといった姿勢が必要です。今後も発見力を磨くために、SIGの運営を通じて、知識をつけていきたいなと思っています。

元記事はこちら(New diamond harder than ring bling)

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