ダイヤモンドは砕けない?【1分で読めるミニ記事】
このタイトルを見てピンときた方はきっとジョジョ好きでしょう。(トップがのやつです)
でも今回は漫画のお話ではなくて、科学のお話を紹介したと思います。
固さと強さ
誰でも知ってる有名な宝石ダイヤモンドは世界で一番固い物質だとされています。
画像はwikipediaより引用
多くの人がダイヤモンドは最強に硬くて破壊できない思っているでしょう。しかし、ダイヤモンドはハンマーで叩くと粉々に砕けます。
話が違うじゃないかと思われると思いますが、実は硬さと強さ(靭性)は異なる指標で表されるんです。
強さを靭性と書きましたが、これは材料系もしくは機械系の人でないとあまりなじみのない言葉だと思います。粘り強さと言ったりもします。
靭性とは力を加えたときに破壊されずに持ちこたえる強さです。逆にひっかき傷なんかには弱かったりします。
実はダイヤモンドは、衝撃に持ちこたえるのが強いわけではなくて、ひっかき傷に強いということなんです。厳密な定義ではないですが、硬さというのは傷がつきやすいかどうかみたいな指標だと思ってもらえば大丈夫です。
つまり、「ダイヤモンドは砕けない」ではなくて「ダイヤモンドは傷つかない」の方が正しいかなと思います。
ちなみに、硬さ(硬度)と強さ(靭性)はトレードオフのような関係にあるので、片方がが強くなると片方が弱くなります。
つまり、硬いともろい、柔らかいと粘り強いみたいな感じです。
ダイヤモンドをより強くするには
ダイヤモンドも含め結晶は原子が規則正しくならんだ物質です。
そして結晶を強くするには規則性を乱してやるといいことがわかっています。
科学的には転位と呼ばれる、原子のずれを人為的に作ってやると結晶が強くなります。
この技術はいろいろな結晶(主に金属)に利用されて、強い材料がつくられていますが、最近ではダイヤモンドにこのずれをいっぱい導入してやって硬い&強いダイヤモンドを作ってしまうという研究もあります。
そうやってできたダイヤモンドは最強物質の1つでしょうね。
最後に
今回のお話は材料系の学生が必ず習うことなんですが、大学生になるまで教えてもらうタイミングないので、知らない方も多かったのではないでしょうか?
今後も、簡単に読める記事をたまに書いていきたいと思います。
トップ画はジョジョ4部のクレイジーダイヤモンド(https://jojogame.bngames.net/asb/chara_04diamond1jsk_st.htmより引用)
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