ในการพลิกกลับอย่างน่าประหลาดใจ ออสเมียมที่เป็นองค์ประกอบสีน้ำเงิน-ขาวที่แวววาวได้เอาชนะเพชรในการทดสอบความสามารถในการบีบอัด ทุกวันนี้ ออสเมียมไม่ได้ถูกนำไปใช้มากในโลหะผสมสำหรับปลายปากกาหมึกซึมและเข็มสำหรับเครื่องเล่นแผ่นเสียงเพชรยังคงเป็นวัสดุที่แข็งที่สุด อย่างไรก็ตาม การค้นพบว่าออสเมียมเป็นแชมป์เปี้ยนแรงดันสูงจริง ๆ อาจเปิดเส้นทางใหม่ไปสู่วัสดุที่อาจมีความแข็งมากกว่าเพชรในสักวันหนึ่ง ฮยอนแช ซินน์ แห่งห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอว์เรนซ์ ลิเวอร์มอร์ (แคลิฟอร์เนีย) กล่าว
Raymond Jeanloz จาก University of California, Berkeley
กล่าวว่า “เป็นเรื่องน่าทึ่งที่ตอนนี้เพิ่งรู้จักองค์ประกอบที่ไม่สามารถบีบอัดได้เช่นนี้” “สิ่งที่น่าประหลาดใจเพิ่มเติมคือโลหะไม่สามารถบีบอัดได้”
Cynn และเพื่อนร่วมงานของเขาวัดความแข็งแกร่งของออสเมียมโดยการใส่ผงโลหะลงในทั่งเพชรและบีบให้มีความดันบรรยากาศ 600,000 เท่า นักวิจัยได้สังเกตจากรูปแบบการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ว่าปริมาตรของโครงสร้างอะตอมหกเหลี่ยมของออสเมียมหดตัวด้วยความดันมากน้อยเพียงใด
จากข้อมูลเหล่านั้น พวกเขาจึงคำนวณความต้านทานขององค์ประกอบต่อการบีบอัด ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่เรียกว่าโมดูลัสจำนวนมาก มันเป็น 462 กิกะปาสคาล (GPa) ที่หนักหน่วง
โมดูลัสจำนวนมากของ Diamond ซึ่งได้รับการพิจารณาว่าสูงสุดนั้นมีค่าเพียง 443 GPa นักวิจัยรายงานการค้นพบของพวกเขา ซึ่งพวกเขากล่าวว่าเป็นการวัดความสามารถในการบีบอัดของออสเมียมครั้งแรกในจดหมายทบทวนทางกายภาพฉบับวันที่ 1 เมษายน
สมัครสมาชิกข่าววิทยาศาสตร์
รับวารสารวิทยาศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมจากแหล่งที่น่าเชื่อถือที่สุดส่งตรงถึงหน้าประตูคุณ
ติดตาม
นักทฤษฎีบางคนคาดว่าออสเมียมจะมีความทนทานเป็นพิเศษ ตัวอย่างเช่น ในปี พ.ศ. 2538 กลุ่มหนึ่งประเมินว่าโมดูลัสจำนวนมากของออสเมียมจะเท่ากับ 476 GPa
อย่างไรก็ตาม เนื่องจากตัวเลขที่คำนวณได้นั้นมีค่ามากกว่าค่าโมดูลัสปริมาณมากที่วัดได้ของเพชร การทำนายจึงพบกับความกังขาบางประการ Cynn กล่าว
แม้ว่าเครื่องมือตัดจำนวนมากจะใช้ปลายเพชรหรือปลายเคลือบเพชร แต่อุปกรณ์เหล่านั้นก็ทำงานได้ดีสำหรับความต้องการในการตัดเพียงเล็กน้อยของอุตสาหกรรม ตัวอย่างเช่น เพชรจะเฉือนผ่านเหล็กร้อนได้ไม่ดีเพราะเหล็กในเหล็กกล้าจะดูดซับอะตอมของคาร์บอนจากเพชร นอกจากนี้ ด้วยความเปราะ เพชรจะล้มเหลวอย่างรุนแรงเมื่อมันแตกสลาย ด้วยเหตุผลดังกล่าว นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุจึงแสวงหาวัสดุทดแทนเพชรมาช้านาน
ในความพยายามก่อนหน้านี้ในการสร้างวัสดุแข็งชนิดใหม่ นักวิจัยได้ฝังธาตุที่ไม่ใช่คาร์บอนไว้ในโครงสร้าง tetrahedral ที่มีลักษณะคล้ายเพชร (SN: 7/11/98, p. 28)
แม้ว่าการคำนวณคาดการณ์ว่าสารประกอบชนิดหนึ่งที่เรียกว่าเบต้าคาร์บอนไนไตรด์จะแข็งกว่าเพชร (SN: 6/5/99, p. 367) ยังไม่มีใครสามารถสร้างชิ้นส่วนที่ใหญ่พอที่จะทดสอบได้
แม้ว่าจะไม่แข็งเท่าเพชร แต่ออสเมียมก็เป็นโลหะที่แข็งที่สุด อย่างน้อยก็ผ่านการทดสอบทั่วไปหนึ่งครั้ง ตอนนี้พบว่าเป็นวัสดุที่สามารถบีบอัดได้น้อยที่สุดเช่นกัน มันอาจเป็นจุดเริ่มต้นใหม่สำหรับการสร้างสารที่มีความแข็งมาก การทดลองเมื่อเร็วๆ นี้แสดงให้เห็นว่า “คุณสามารถมีโมดูลัสจำนวนมากได้แม้ว่าคุณจะไม่มีโครงสร้างหรือพันธะที่เหมือนเพชรก็ตาม” John E. Klepeis นักทฤษฎีจากทีม Livermore กล่าว
โลหะมีความเหนียวแตกต่างจากเพชรและวัสดุที่เปราะอื่นๆ พวกเขาเปลี่ยนรูปร่างแทนที่จะแตกสลายภายใต้แรงกดดันอันรุนแรง Jeanloz ตั้งข้อสังเกต ดังนั้น “การทดลองเกี่ยวกับออสเมียมควรเปิดตาของทั้งนักทฤษฎีและนักทดลองให้มองเห็นความเป็นไปได้ใหม่ๆ สำหรับวัสดุที่แข็งแรง แข็ง และเหนียวมาก” เขากล่าว
Credit : รับจํานํารถ
