ダイヤモンドは小さくするとプニプニ化すると判明――15%縮んでも割れなかった (2/5)

小さなダイヤは予想以上に大きな弾力を持つと判明

ダイヤは小さければ小さいほど柔らかくなるのか？

答えを得るため研究者たちは、4〜13ナノメートルのサイズのダイヤを押しつぶし、「どれだけ力に対して変形しにくいか」を表すヤング率を測定することにしました。

ただナノサイズの測定では、とにかく外の影響が入り込みます。

部屋の温度が0.1度変わるだけで装置が伸び縮みし、装置の近くで誰かが歩いただけで床の振動がノイズになる。

空気中の小さな塵が1粒混じっただけで、測定値は崩壊してしまう。

そこで研究チームは地上の気圧の約1兆分の1という超高真空環境を作り、さらに約100個もの別々のナノダイヤで同じ実験を繰り返すという、気の遠くなるような反復作業に取り組みました。

1個だけの結果なら偶然のブレかもしれませんが、100個なら確かな傾向が見えてくる──からです。

結果、その努力が実を結びました。

100個近いナノダイヤを押しつぶしていくと、直径4ナノメートルから13ナノメートルの範囲で系統的に測定した結果、明確な傾向が浮かび上がったのです。

具体的には

直径12ナノメートルのダイヤ → ヤング率 約1000ギガパスカル（普通のダイヤとほぼ同じ）

直径8ナノメートルのダイヤ → ヤング率 約850ギガパスカル

直径4ナノメートルのダイヤ → ヤング率 約700ギガパスカル

という結果です。

直径を約3分の1に縮めただけで、硬さが約30%も低下してしまったわけです。

さらに4ナノメートルのダイヤを押しつぶしていくと、全体の約15%まで縮めたところで初めて永久変形が始まることも分かりました。

それでも普通のダイヤのようにひび割れて砕け散ることはなく、15%までの範囲なら圧を抜けば元に戻るという結果です。

通常のダイヤが1〜2%であることを考えると、圧倒的なプニプニ化と言えるでしょう。

これは、世界最硬を誇るダイヤの常識を考えれば、衝撃的な変化です。

しかし、本当に驚くべきことは「どこが原因か？」でした。