Kokia yra stipriausia žinoma medžiaga?

Atsakymas į šį klausimą priklauso nuo to, kaip apibrėžiate „stiprus“, tačiau šiuo metu (2007 m. gruodžio mėn.) kiečiausia arba mažiausiai suspaudžiama žinoma medžiaga yra agreguoti deimantiniai nanorodeliai (ADNR), anglies alotropas (atmainas), susidedantis iš labai suspausti ir tarpusavyje sujungti nanovamzdeliai. Agreguotų deimantų nanostūmų tūrinis modulis arba kietumo matas yra 491 gigapaskalis (GPa), o įprastų deimantų modulis yra tik 442 GPa. Agreguoti deimantiniai nanostypeliai gali subraižyti deimantą ir itin kietą fulleritą – kitą anglies alotropą, kuris buvo ankstesnis kietumo rekordininkas.

Agreguotus deimantinius nanostūmoklius pirmą kartą susintetino 2005 metais Bayreuth universiteto Vokietijoje fizikai. Komanda, vadovaujama Natalijos Dubrovinskai, naudojo pagal užsakymą sukurtą 5000 metrinių tonų (5 mln. kilogramų) priekalo presą mėginiui, sudarytam iš įprastų fullerenų (taip pat žinomų kaip buckyballs, elementas C60). Suspaudus šiuos rutulius ir pakaitinus iki 2500 Kelvino laipsnių, buvo įmanoma sukurti šį naują anglies alotropą. Medžiagą sudaro anglies nanovamzdeliai, kurių skersmuo yra nuo 5 iki 20 nanometrų, o kiekvieno ilgis yra apie mikrometras.

Fizinė agreguotų deimantinių nanostūmų išvaizda yra panaši į metalo, kuris išsklaido skirtingų spalvų šviesą, suteikdamas šiek tiek vaivorykštės paviršių. Tai, kad jis atrodo kaip metalas, yra neįprasta, nes kiti anglies alotropai (suodžiai, grafitas, deimantas ir kt.) retai tai daro, išskyrus galbūt grafitą.

Agreguoti deimantiniai nanostypai taip pat yra 0.2–0.4% tankesni už deimantą, todėl jie yra tankiausia žinoma anglies forma. Manoma, kad medžiagos kietumą lemiantis veiksnys yra atsitiktinė ją sudarančių nanostrypų orientacija. Kadangi nanostypų fizinė struktūra yra smulkus tinklelis, kaip ir Kevlar®, medžiaga taip pat yra atspari dūžtymui, skirtingai nei deimantas.

Bandymai parodė, kad naudojant agreguotus įrankius su deimantiniais nanostypeliais apdirbant plieną, įrankio dalis nusidėvi lėčiau nei deimantas ir užtikrina didesnį tikslumą. Kai tampa ekonomiškai įmanoma masiškai gaminti agreguotus deimantinius nanostypelius, jie iš tiesų gali pakeisti deimantus kaip pramoninį abrazyvą ir antgalių medžiagą.