Бриллиантовые обручальные кольца настолько укоренились в нашей культуре романтики, что стало почти инстинктивно ассоциировать бриллианты только с их использованием в ювелирных изделиях. Настолько, что легко забыть, что алмаз - это природный минерал с уникальным набором свойств, и он всегда используется по-новому для улучшения нашего мира.
Алмазы образуются в результате геологических процессов. Тепло, вовлеченное в эти процессы глубоко под земной поверхностью, приводит к образованию жестких кристаллических структур, которые придают алмазу некоторые уникальные качества.
Алмаз - это самый твердый из известных человеку материалов, который дополняет шкалу твердости вещества как по Виккерсу, так и по шкале Мооса. Это в 58 раз тяжелее, чем следующий самый твердый минерал, корунд. Это означает, что алмаз обладает высокой устойчивостью к физическим повреждениям, таким как царапины, но из-за его хрупкости и плоскостей расщепления они подвержены повреждениям от прямого удара.
Алмаз также имеет самую высокую теплопроводность из всех известных материалов при охлаждении свыше -173 ° C, проводя температуру в 5 раз лучше, чем медь. Это является результатом сильных ковалентных связей между атомами в молекулярной структуре алмаза.
Наряду с теплопроводностью приходит термическое сопротивление, и алмазы могут быть нагреты до 700 ° C перед окислением на воздухе. Без присутствия кислорода алмаз может быть нагрет до примерно 1700 ° C перед чернением, эффект, который можно восстановить с помощью полировки.
Хотя это и теплопроводник, алмаз - это электрический изолятор. Это означает, что его можно использовать в электрических транзисторах. Исключением являются синие алмазы, которые на самом деле являются электрическими проводниками из-за более высокого содержания бора.
Алмаз по своей природе химически инертен, что означает, что он не вступает в реакцию с кислотами или щелочами и поэтому не подвержен коррозии при контакте с ними.
Алмазы также устойчивы к давлению до 600 гигапаскалей, что эквивалентно 600 атмосферам.
Именно из-за всех этих свойств алмазы так широко используются в промышленных целях, но они также начинают использоваться в медицинской технике, звуковом оборудовании и даже косметических продуктах.
Алмазы используются в медицинской технике двумя основными способами. Первое применение, которое у них есть, - технология скрининга рака. Крошечные синтетические флуоресцентные наноалмазы могут помочь обнаружить рак на ранней стадии с помощью технологии, называемой гиперполяризацией, при которой атомы внутри алмаза выровнены, чтобы сделать его обнаруживаемым с помощью МРТ-сканирования. Когда эти алмазы прикрепляются к молекулам, которые нацелены на рак, они могут выявить его местоположение.
Наноалмазы также могут быть использованы для доставки лекарств в организм, поскольку они могут проникать через клеточные стенки, не вызывая повреждений, их применение, применялось при химиотерапии.
Из-за своей твердости и плотной молекулярной структуры алмазы также используются в аудиоаппаратуре. Алмазные купола используются в высококлассных колонках как «твитеры», элемент динамика, который обеспечивает самые высокие частоты. Это потому, что материал твердый и достаточно легкий, чтобы перемещать воздух вокруг него без деформации из-за давления.
Алмазы также обычно используются в проигрывателях высокого класса в качестве наконечника стилуса или иглы. Это опять-таки в основном из-за их твердости и долговечности, так как они долговечнее других игл, и их можно сделать намного меньше,что бы более точно воспроизвести информацию в записи.
Благодаря ведущим в мире физическим свойствам алмазов, они имеют множество вариантов промышленного использования. Одним из наиболее распространенных из них является их использование в сверлах и пильных лезвиях для повышения режущей способности и долговечности. Это использование распространяется на саму огранку ювелирных изделий, так как алмазы можно использовать для огранки любых других материалов из-за их чрезвычайной твердости.
Они также могут быть использованы в качестве радиаторов из-за их высокой теплопроводности. Фактически, одно из первых применений синтетических алмазов было в качестве теплоотвода для телекоммуникационных компонентов. Поскольку они могут так эффективно отводить тепло от чувствительных электрических компонентов, они могут предотвратить их повреждение.
02.12.2019
