Flexibla diamanter

Med tillstånd av forskarna

Diamant är välkänt för att vara det starkaste av alla naturmaterial, men den styrkan har ett pris: sprödhet. Så ett internationellt team av forskare från MIT, Hong Kong, Singapore och Korea blev förvånade över att upptäcka att när den odlas i extremt små, nålliknande former, kan diamant böjas och sträckas, ungefär som gummi, och snäppa tillbaka till sin ursprungliga form .

Teamet visade att smala diamantnålar, som liknar gummispetsarna i änden av vissa tandborstar, men bara några hundra nanometer i diameter, kunde böjas och sträckas med så mycket som 9 procent utan att gå sönder och sedan återgå till sin ursprungliga konfiguration. Vanlig diamant i makroskopisk form sträcker sig mycket mindre än 1 procent.

Att sätta kristallina material som diamant under mycket stora elastiska spänningar, som händer när dessa delar böjs, kan förändra deras mekaniska, termiska, optiska, magnetiska, elektriska, elektroniska och kemiska reaktionsegenskaper på betydande sätt. Processen kan användas för att designa material för specifika applikationer genom vad som kallas elastisk töjningsteknik, säger teamet.

Diamantnålarna, som odlades genom en kemisk ångavsättningsprocess och sedan etsades till sin slutliga form, observerades i ett svepelektronmikroskop medan de pressades med en standard nanoindenter med diamantspets. Teamet gjorde också simuleringar för att tolka resultaten och kunde bestämma exakt hur mycket stress och belastning nålarna kunde ta emot.

Det oväntade fyndet rapporterades i år i Vetenskap av seniorförfattaren Ming Dao, en huvudforskare vid MIT:s institution för materialvetenskap och teknik. Han säger att resultaten kan öppna dörren till en mängd olika diamantbaserade enheter för applikationer som avkänning, datalagring, aktivering, biokompatibel in vivo-avbildning, optoelektronik och läkemedelsleverans. Till exempel har diamant undersökts för att leverera läkemedel till cancerceller, och om spetsarna är flexibla kan de vara mer motståndskraftiga mot brott.

Dölj