中国の研究者たちは、数百個のナノダイヤモンドを真空中で混合し、その硬度低下の原因を明らかにしました

中国の研究者が「硬度喪失」の謎を解明

*実験で、4〜12 nm（ウイルスの数百分の1）サイズのダイヤモンドがなぜ弾力性を失い圧縮しやすくなるかが判明した。*

行ったこと

- 実験
- 100個のナノダイヤモンドを、各々にダイヤモンド先端を持つ2本のシリンダー間で押さえた。
- システムは力センサーと顕微鏡に接続され、圧縮抵抗を測定した。
- 外部要因を除外するため真空中で実施した。

- モデリング
- 得られたデータを結晶の原子構造コンピュータモデルと照合した。

主要な結論

- サイズが小さくなるほど、表面（殻）にある原子の割合が増える。
- ナノダイヤモンドでは殻と核との結びつきが大きいダイヤモンドよりも弱い。
- したがって、小さい結晶は圧縮しやすく、抵抗は大きなダイヤモンドに比べ約30 %低下する。

重要性

- ナノ材料は量子コンピュータ、超高速センサー、保護通信など未来技術の鍵となる。
- 人工ナノダイヤモンドは現在大幅に安価になっており、新たな応用が可能になる。

> 「通常サイズのダイヤモンドは卓越した硬度を持つが、ナノスケールではすべてが変わる」と、鄭州大学のチュンシン・シャン研究リーダーは述べる。
> 「表面の原子構造が弾力低下に寄与することを示せた。」

結論：ナノダイヤモンドが小さいほど表面原子の役割が強く、核との結びつきが弱くなるため硬度が顕著に低下する。この発見は高技術デバイスでのナノダイヤモンド利用を最適化する助けとなる。