¿Cuál es el material más fuerte conocido?

La respuesta a esta pregunta depende de cómo defina "fuerte", pero el material más duro o menos compresible conocido a partir de este escrito (diciembre de 2007) son los nanorods de diamante (ADNR) agregados, un alótropo (variedad) de carbono que consiste en nanotubos comprimidos e interconectados. Los nanorods de diamantes agregados tienen un módulo de masa, o medida de dureza, de 491 gigapascales (GPa), mientras que el diamante convencional solo tiene un módulo de 442 GPa. Los nanorods de diamantes agregados pueden rayar tanto el diamante como la fullerita ultraduro, otro alótropo de carbono que fue el récord anterior de dureza.

Los nanorods de diamantes agregados fueron sintetizados por primera vez por físicos en 2005 en la Universidad de Bayreuth en Alemania. El equipo, dirigido por Natalia Dubrovinskaia, utilizó una prensa de yunque de 5000 toneladas métricas (5 millones de kilogramos) diseñada a medida en una muestra que consta de fullerenos convencionales (también conocidos como buckyballs, el elemento C60). Al comprimir estas bolas de bucky y calentarlas a 2500 grados Kelvin, fue posible crear este nuevo alótropo de carbono. El material consiste en nanotubos de carbono con diámetros entre 5 y 20 nanómetros y longitudes de aproximadamente un micrómetro cada uno.

La apariencia física de los nanorods de diamantes agregados es similar a la de un metal que dispersa diferentes colores de luz, dándole una superficie ligeramente similar al arco iris. Que parezca un metal es inusual porque los otros alótropos de carbono (hollín, grafito, diamante, etc.) rara vez lo hacen, excepto tal vez grafito.

Los nanorods de diamantes agregados también son más densos que los diamantes en un factor de 0.2 - 0.4%, lo que los convierte en la forma más densa de carbono conocida. Se cree que un factor que contribuye a la dureza del material es la orientación aleatoria de los nanorods que lo componen. Debido a que la estructura física de los nanorods es una malla fina, como Kevlar®, el material también es inastillable, a diferencia del diamante.

Las pruebas han demostrado que el uso de herramientas agregadas con punta de diamante nanorods para mecanizar acero proporciona una pieza de herramienta que se desgasta más lentamente que el diamante y permite una mayor precisión. Cuando sea económicamente factible producir en masa nanorods de diamantes agregados, de hecho pueden reemplazar a los diamantes como abrasivos industriales y material para la información sobre herramientas.