Ilmuwan China ciptakan berlian 'tak terpecahkan' — enam kali lebih kuat dari paduan tungsten

Para ilmuwan dari Institut Fisika Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok, Universitas Beihang, dan pusat penelitian lainnya telah berhasil menanamkan jaringan tiga dimensi dari tabung nano karbon berdinding banyak (MWCNT) ke dalam matriks intan polikristalin. Komposit yang dihasilkan mempertahankan kekerasan Vickers hingga 91,6 GPa, sebanding dengan intan kristal tunggal, sambil mencapai ketangguhan patahan rata-rata 31,9 MPa·m1/2 dan nilai maksimum terukur 36,4 MPa·m1/2—sekitar lima hingga enam kali lebih tinggi daripada intan kristal tunggal pada umumnya dan secara signifikan melampaui ketangguhan patahan beberapa paduan tungsten. Para peneliti menggunakan serbuk intan dengan ukuran butir 0,8–1,3 μm dan MWCNT dengan diameter luar 10–20 nm, diameter dalam 5–10 nm, dan panjang 10–20 μm. Sintering akhir dilakukan pada tekanan 15 GPa dan suhu sekitar 2000 °C, menghasilkan sampel silindris dengan diameter sekitar 3 mm dan tebal 2 mm. Tabung nano yang bertahan hanya menempati sekitar 0,35% volume tetapi membentuk jaringan kontinu di antara butiran intan, bertindak seperti serat penguat. Di bawah tekanan tinggi, sebagian tabung nano berubah menjadi intan, berikatan kovalen dengan matriks. Ketika retakan terbentuk, mereka dipaksa untuk membelok, bercabang, dan berubah arah, menghabiskan lebih banyak energi; tabung nano tertarik keluar dan membentuk jembatan di antara butiran yang terpisah. Kombinasi kekerasan seperti intan dan ketahanan retak yang tinggi ini menjadikan material ini menjanjikan untuk alat pemotong tahan aus, keramik superkeras, dan komponen yang mengalami tekanan tinggi dan beban benturan, seperti di bidang kedirgantaraan.