Chinesische Forscher mischten Hunderte von Nanodiamanten im Vakuum und lüften den Grund für ihren Festigkeitsverlust

Chinesische Forscher lüften das Geheimnis der „Härteverluste“ von Nanodiamanten

*Im Experiment wurde herausgefunden, warum Diamanten in Größen von 4 bis 12 nm (hundertfach kleiner als ein Virus) weniger elastisch sind und leichter komprimiert werden.*

Was wurde gemacht
- Experiment

- 100 Nanodiamanten wurden zwischen zwei Zylindern zusammengedrückt, die jeweils einen diamantförmigen Spitzen hatten.

- Das System war an einen Kraftsensor und ein Mikroskop angeschlossen, um den Widerstand gegen Kompression zu messen.

- Die Arbeiten wurden im Vakuum durchgeführt, um äußere Einflüsse auszuschließen.

- Modellierung

- Die erhaltenen Daten wurden mit computergestützten Modellen der atomaren Struktur von Kristallen abgeglichen.

Kernschluss
- Mit abnehmender Größe steigt der Anteil der an der Oberfläche (Hülle) befindlichen Atome.

- Die Verbindungen zwischen Hülle und Kern in Nanodiamanten sind schwächer als in größeren Steinen.

- Deshalb lassen sich kleine Kristalle leichter komprimieren: ihr Widerstand sinkt um etwa 30 % im Vergleich zu großen Diamanten.

Warum das wichtig ist
- Nanomaterialien sind ein Schlüsselbestandteil zukünftiger Technologien: Quantencomputer, ultraschnelle Sensoren und sichere Kommunikation.

- Verfügbarkeit: Künstliche Nanodiamanten kosten heute deutlich weniger, was neue Anwendungsmöglichkeiten eröffnet.

> „Diamanten der üblichen Größe sind für ihre außergewöhnliche Härte bekannt, aber im Nano-Bereich ändert sich alles“, sagt die Forschungsleiterin Chunxin Shan von der Universität Chengzhou.

> „Wir konnten zeigen, dass genau die atomare Struktur der Oberfläche für den Elastizitätsverlust verantwortlich ist.“

Fazit: Je kleiner ein Nanodiamant, desto stärker ausgeprägt die Rolle der Oberflächenatome und desto schwächer ihre Bindungen zum Kern, was zu einem merklichen Härteabfall führt. Diese Entdeckung wird helfen, die Nutzung von Nanodiamanten in hochmodernen Geräten zu optimieren.