Diamanten: nicht nur als Schmuck nutzbar (Foto: pixelio.de/Michaela Schöllhorn)

Qinhuangdao (pte001/13.06.2014/06:00) –

Neue Nanodiamanten mit besonders hoher Härte, Zähheit und Stabilität
sind in einem Labor entwickelt worden. Forscher der chinesischen Yanshan
University http://bit.ly/1pLpEEY haben durch die "Nanotwinning"-Methode diese besonderen Eigenschaften erzeugt.

Hart und sehr bruchfest

Derzeit werden natürliche und im Labor erzeugte
Diamanten zum größten Teil für industrielle Zwecke verwendet. Sie werden
zum Bohren, Schleifen und Schneiden verwendet, weil sie so hart und
bruchfest sind. Jedoch überstehen die Diamanten nur schwer die hohen
Temperaturen, die durch die Reibung entstehen.

Die bisher im Labor entwickelten Diamanten weisen zwar
schon bessere Qualitäten als natürliche auf, oft geht die Verbesserung
einer Qualität, zum Beispiel der Härte, aber zulasten einer anderen, wie
der Stabilität. Diese Problem wurde nun von den chinesischen Forschern
gelöst.

Twinning macht stabiler

Das Besondere an den 20 bis 50 Nanometer großen
Diamanten sind die Twinning-Strukturen. Dabei teilen sich zwei
benachbarte Kristalle eine Grenzlinie, an der sie zu Spiegelbildern
heranwachsen. "An diesen Twinning-Grenzen halten die Kristalle auf jeder
Seite viel besser zusammen", erklärt Wissenschaftler Bo Xu.

Die Basis für die Bildung dieser besonders robusten
Kristalle ist ein besonderer Kohlenstoff-Nanopartikel, der von der
Anordnung der einzelnen Atome einer Zwiebel ähnelt. Diese Moleküle
wurden bei sehr hohen Temperaturen und unter starkem Druck gekocht,
ähnlich den natürlichen Bedingungen im Erdmantel, die natürliche
Diamanten entstehen lassen.

Erfolgreicher Drucktest

Der neu entstandene Nanodiamant musste einen Drucktest
gegen einen herkömmlichen Diamanten bestehen, wobei ausschlaggebend war,
ob er eine Druckstelle verursachen konnte. Erstere hielten dabei rund
zwei bis drei Mal so viel Druck aus und blieben bei Temperaturen bis zu
1.056 Grad Celsius stabil, hielten also mehr als 200 Grad mehr als
natürliche Diamanten aus, ohne zu zerfallen.