Jis kilęs iš raudonųjų žvaigždžių milžinų gelmės, yra gyvybiškai svarbių riebalų, aminorūgščių ir angliavandenių dalis, gali sudaryti milijonus junginių su skirtingais cheminiais elementais ir, priklausomai nuo struktūros, turi visiškai skirtingas mechanines savybes. Minkštas ir trapus pieštuko kotelis bei kiečiausias mineralinis deimantas yra pagaminti iš tos pačios statybinės medžiagos – anglies. Kuo deimantas toks išskirtinis? Kur jis naudojamas? Kokia jo vertė?
Nesunaikinamas šilumos laidininkas
Išvertus iš senovės graikų kalbos, žodis „deimantas“reiškia „nesunaikinamas“. Dar prieš antikos laikus žmonės žinojo neįtikėtiną šio akmens stiprumą. Senovėje deimantais buvo plačiai prekiaujama Indijoje ir Egipte. Ir šis mineralas į Europos platybes atkeliavo po agresyvių Aleksandro Makedoniečio kampanijų. Jis atnešė akmenis kaip magiškus artefaktus. Senovės graikai šį kiečiausią mineralą vadino žemėn nukritusiomis dievų ašaromis.
Tačiau akmens nenugalimumo paslaptis slypi,tikrai ne mistikoje ir ne ryšium su dvasiniu pasauliu. Aiški elemento gardelės struktūra tetraedrų pavidalu ir stiprus ryšys tarp anglies atomų užtikrina didžiausią stiprumą. Dėl tos pačios struktūros deimantas yra puikus šilumos laidininkas. Pavyzdžiui, jei būtų galima pagaminti arbatinį šaukštelį iš vieno deimanto gabalėlio, negalėtumėte su juo įmaišyti cukraus į karštą arbatą, nes tuo metu, kai šaukštas paliečia verdantį vandenį, susidegintumėte.
Mineralinio kietumo palyginimas
Kaip nustatyti, kuris mineralas yra sunkiausias? Talentingas vokiečių mineralogas Karlas Friedrichas Moosas šią problemą ėmėsi spręsti XIX amžiuje. 1811 metais mokslininkas pasiūlė naudoti lyginamąją skalę įvairių mineralų kietumui nustatyti. Jį sudaro dešimt taškų, kurių kiekvienas atitinka tam tikrą mineralą. Pirmasis (talkas) yra minkštiausias, o paskutinis, atitinkamai, kiečiausias. Tikrinimas atliekamas eksperimentiniu būdu. Jei mėginys (pavyzdžiui, sidabras) yra subraižytas fluorito, kuris yra ketvirtoje skalės eilutėje, bet nėra pažeistas gipso (skalės standartas numeris du), tai sidabro kietumas yra 3 pagal Moso skalę.
Kiečiausias mineralas yra deimantas. Jis užima dešimtą vietą. Ir nors Moso lentelė buvo išleista į apyvartą XIX amžiaus pradžioje, ji vis dar plačiai naudojama. Tačiau verta atsiminti, kad ši lentelė nėra linijinė. Tai reiškia, kad deimantas numeris dešimt nebus tiksliai dvigubai kietesnis.apatitas, kuris lentelėje užima penktą vietą. Kiti metodai naudojami absoliučiajai kietumo vertei nustatyti.
Nuo karalių iki darbininkų
Ilgą laiką deimantai buvo išskirtinai juvelyrikos meistrų prerogatyva. Tačiau plėtojantis pramonei šis kiečiausias mineralas vis dažniau buvo vertinamas ne tik iš įprastos estetinės pusės, bet ir iš unikalių fizinių savybių. Iš pradžių įrankių gamyboje buvo naudojami natūralūs deimantai, kurių nebuvo galima pjaustyti. Tai akmenys, kurie turėjo tokių defektų, kad juvelyro buvo neįmanoma pašalinti. Jie tapo žinomi kaip techniniai deimantai.
Laikui bėgant, įrankių su deimantinio pjovimo ir gręžimo briaunomis poreikis didėjo. Pavyzdžiui, statybos pramonėje deimantiniai grąžtai yra labai paklausūs. Jų pranašumas, palyginti su kolegomis iš kietųjų metalų lydinių, yra tas, kad dirbant su deimantiniu grąžtu, medžiagoje nesusidaro mikro įtrūkimai. Deimantas lengvai ir švariai pjauna bet kokią medžiagą – akmenį, betoną ar metalą. O mikro įtrūkimų nebuvimas yra raktas į konstrukcijos patvarumą. Be to, pats darbo procesas yra daug greitesnis, pastebimai lengvesnis ir daug tylesnis.
Remiantis tuo, nenuostabu, kad 2016 m. duomenimis, vien Rusijoje gaminama 1200 rūšių įvairių įrankių ir įrangos, kurių pagrindinė darbinė dalis yra deimantas.
Medicinos taikymas
Kiečiausias mineralas gamtoje tinkamas naudoti ne tik apdorojant šiurkščią ir kietąveislių. Deimantas taip pat yra nepakeičiamas medicinos instrumentuose. Juk kuo plonesnis ir tikslesnis audinių pjūvis, tuo geriau organizmas susidoroja su atsigavimu. O atliekant sudėtingas gyvybiškai svarbių organų operacijas, pjūvio plotis dar labiau turi lemiamą reikšmę.
Be to, skalpelis su plona deimantine plėvele ant ašmenų išlieka aštrus ilgą laiką.
Elektronikos perspektyvos
Aktyviai skatinamas ir deimantinių integrinių grandynų kūrimas. Šiuose pagrindui naudojami mažyčiai deimantai. Šiuo metodu gaminama įranga yra atsparesnė temperatūros pokyčiams ir dideliems įtampos šuoliais. Deimantai taip pat gali būti naudojami duomenims perduoti telekomunikacijose. Šių kristalų savybės leidžia tuo pačiu kabeliu vienu metu perduoti skirtingų dažnių signalus.
Kiečiausias mineralas Žemėje padeda tyrinėti kosmosą
Be to, deimantai yra paklausūs chemijos pramonėje. Agresyvi aplinka, kuri lengvai pažeidžia stiklą, deimantui visiškai nėra baisi. Fizikai naudoja kristalus kvantinės fizikos eksperimentams ir kosmoso tyrinėjimams atlikti.
Kuriant teleskopo optiką, medžiagų tikslumo ir patikimumo reikalavimai tampa itin svarbūs. Čia atsiranda kiečiausias natūralus mineralas, pasižymintis išskirtiniais fiziniais ir cheminiais parametrais.
Deimantų sintezė
Esant tokiai intensyviai paklausaikiečiausias brangusis mineralas, aštriai iškilo jo dirbtinės sintezės klausimas. Atkreipkite dėmesį, kad jokie akmenų rezervai nepatenkina vis didėjančios paklausos. Ir po ilgų eksperimentų mokslininkams pavyko sukurti natūralaus deimanto analogą, turintį visas reikiamas savybes. Iki šiol dirbtinių deimantų gamyba pramonės reikmėms jau tapo įprasta praktika.
Yra keli šio mineralo sintezės būdai. Pirmasis yra arčiausiai jo susidarymo natūralioje aplinkoje. Sintezė atliekama naudojant itin aukštą temperatūrą ir didžiulį slėgį. Antroji technika leidžia išgauti deimantą iš garų. Jis naudojamas plėvelės technologijoje – ant įrankių pjovimo briaunų plona plėvelė dedami kristalai. Šis metodas ypač paklausus chirurginių instrumentų gamyboje. O trečiasis išsklaido mažus kristalus, naudojant detonaciją ir greitą aušinimą.
Eksperimentai buvo tęsiami ir buvo susintetintas boro nitridas, kuris yra 20 % kietesnis už natūralų deimantą. Tačiau nors ši medžiaga tokia maža, kad deimantas tradiciškai laikomas kiečiausiu mineralu.
