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Sächsisches Institut für Oberflächenmechanik

Kommentar zur Veröffentlichung “Nanozwillings-Diamant mit beispielloser Härte und Stabilität” in der Zeitschrift Nature

Kürzlich wurde eine wissenschaftliche Veröffentlichung zu nanoverzwillingtem Diamant in der Fachzeitschrift Nature, welche eigentlich eine der angesehensten weltweit ist, veröffentlicht. Die Autoren Quan Huang et al. behaupten, Vickers-Härten von bis zu 203 GPa bei einer hohen Last von 4,9 N gemessen zu haben - und jetzt kommt der wirklich interessante Teil - ohne dass die Indenterspitze beschädigt wurde, “weil keine sichtbare plastische Deformation der Diamant-Indenterspitze beobachtet werden konnte”. Erinnert Sie das an einen älteren Mythos? Ja, uns auch. Es ist physikalisch unmöglich, dass ein Material, welches härter als der Gegenkörper sein soll, diesen Gegenkörper überhaupt nicht beschädigt. Aber es gibt auch theoretische Aspekte, die von den Autoren komplett ignoriert wurden (eine Liste mit Kommentaren eines Wissenschaftlers, der mit dem zuständigen Editor des Nature in Kontakt war):

  1. Es gibt keine Lösung für einen gewöhnlichen Diamanten mit natürlicher Gitterkonstante. Nur mit Gitterkonstante, die plötzlich viel kleiner als die eines gewöhnlichen Diamanten sind, findet man “mathematisch mögliche” Lösungen.
  2. Jedoch ist es bei den meisten dieser Lösungen notwendig, dass die Kohlenstoffatome plötzlich Energie von irgendo entziehen (“wahrscheinlich aus dem Vakuum, aus welcher jene Veröffentlichung offensichtlich besteht”), um so stark zusammen gehalten zu werden (vgl. die blaue Kurve mit dem kleinsten Minimum in Abb. 1).
    Wechselwirkungspotenziale
    Abb. 1: Interatomare Wechselwirkungspotenziale für Diamant (violett), hypothetischen Nanozwillings-Diamant, dem permanent Energie zugeführt wird (blaue Linie mit kleinstem Minimum), und Nanozwillings-Diamant mit einer Gitterkonstante von 0,885 der eines natürlichen Diamanten (blaue Linie mit mittlerem Minimum).
    Nur für Gitterkonstanten von rund 0,885 und weniger der eines Diamanten erhält man eine Lösung, wo die Kohlenstoffatome nicht mit quantenmechanischer Energie versorgt werden müssen - “woher auch immer” (vgl. die blaue Kurve mit mittlerem Minimum in Abb. 1).
  3. Einziges Problem: um das zu realisieren benötigen wir einen großen Diamantenkristall, der plötzlich und sehr überraschend in einem Größe, die wesentlich größer als die Kontaktfläche ist, um den Faktor 1,3 komprimiert wird.
    “Natürlich ist es auch möglich, dass der Diamant einfach aus reinem Spaß schrumpft und in diesem Zustand verharrt, ohne Energie abzugeben und ohne jegliches Anzeichen von Problemen.
    Das ist Materialwissenschaft wie ich sie liebe.”

Zudem möchten wir hier einen Wissenschaftler zitieren, der wütend auf seine schlampigen Kollegen ist:

  1. “…and we haven’t even discussed the problems of how on earth they have tested something so much harder than diamond with an ordinary diamond tip. Oh, please don’t come me with that rubbish of the purely compressed tip again! Can’t these people even do a simple contact calculation before telling the world such stupid lies? Well then, but what about the high class reviewers this Journal does have… sorry, should have?”
  2. “What about the foundation and the well known theoretical limits for self-similar indenters like Vickers and Knoop simply not allowing to measure hardnesses for certain materials – like rubber, for instance – because these tips aren’t sharp enough? Nothing of this is answered nothing is covered within this publication. In my humble opinion, this paper is crap and was only pushed through by the editors in order to boost the Journal a bit… End of story!”

Wie dem auch sei, wir möchten Sie an dieser Stelle auf Herrn Fischer-Cripps' die gründliche Besprechung dieser Arbeit verweisen.

Und wieder einmal stellt sich die Frage, wie angeblich hochkarätige Gutachter von diesem Blödsinn überzeugt werden konnten. Das ist ein npn = Nature Publiziert Nonsens!

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