Tijdens het slijpen van een diamant ontstaat door de wrijving een amorf laagje op het oppervlak dat relatief zacht is en kan reageren met zuurstof uit de lucht. Zo is te verklaren dat je het hardste materiaal ter wereld überhaupt kunt slijpen, zo melden onderzoekers van het Fraunhofer-Institut für Werkzeugmechanik (IWM) in Freiburg op de website van Nature Materials.

Dat slijpen wordt al eeuwenlang gedaan met gietijzeren slijpschijven waarin diamantstof zit ingebed. Maar eigenlijk begreep de wetenschap nooit helemaal hoe dat mogelijk was: het stof is immers niet harder dan de diamant die wordt bewerkt.

Michael Moseler, Lars Pastewka en collega’s hebben nu via kwantummechanische berekeningen aangetoond dat de frictie tusen de snel draaiende slijpschijf en de diamant lokaal voldoende energie in het systeem pompt om koolstof-koolstofbindingen aan het oppervlak van het diamantkristal te breken.

Op het oppervlak van het kristal ontstaat zo een amorf laagje dat door de (zelf niet aangetaste) diamantjes in de slijpschijf kan worden weggeschraapt. Bovendien reageren sommige losse sliertjes koolstof vanzelf met luchtzuurstof tot CO2.

De onderzoekers hebben een computermodel van het proces gemaakt, waarmee ze de banen van 10.000 koolstofatomen tijdens een gesimuleerde slijppoging konden volgen. Ze stellen dat de resultaten goed overeenkomen met wat je bij het echte slijpproces ziet gebeuren.

Volgens Fraunhofer IWM zit het belangrijkste nieuws overigens niet in de diamant, maar in het feit dat je met dit soort simulatietechnieken inzicht kunt krijgen in frictie- en slijtageverschijnselen in het algemeen.

Bron: Fraunhofer-Gesellschaft

Onderwerpen