Header image
Imeline teadus logo

Teemandid on teadlaste uus Šveitsi taskunuga

Jaga lugu:

Juveliirid ihaldavad suuri, kirkaid teemante, et need briljantideks lihvida. Teadlastele on aga meelt mööda pigem ebapuhtad või sootuks pulbristatud teemandid. Selliseid teemante saab kasutada terves hulgas teadusharudes, näiteks uurida Maa sisemuse koostist või luua uusi supermaterjale.

Rooma loodusteadlane Plinius vanem kirjutas peaaegu 2000 aastat tagasi: „Teemandid pole üksnes maailma väärtuslikemad kallis­kivid, vaid üleüldse maailma kõige väärtuslikum aine.“ Tookord nagu tänapäevalgi olid teemandid tuntud peamiselt vääriskividena. Tegelikult on need suutelised pelgast silmailust muidugi palju enamaks.

Teemante hinnatakse eriti nende kõvaduse pärast. Tänu sellele on neist võimalik luua väga tõhusaid lõikevahendeid. Samuti on neile omane suurepärane soojusjuhtivus, mis on parem kui ükskõik millisel metallil, ühtlasi on teemant väga hea isolaator. Teeman­did on ka keemiliselt stabiilsed – need ei reageeri toatemperatuuril ühegi ainega ja lahustuvad sularauas, mille temperatuur on üle 1500 °C. Neile lisandub veel terve trobikond erandlikke omadusi, millele teadlased on alles hiljuti jälile saanud ning mis võimaldavad teemante tehnoloogias ja eri teadus­harudes, nt meditsiinis, füüsikas ja nanoteadustes, kasutada.

Teemantide tugevuse saladus peitub nende kristallivõres. See koosneb süsiniku­aatomitest, mis moodustavad kuubilise kristallivõre, milles iga aatom on seotud nelja naaberaatomiga. Sidemed aatomite vahel on kovalentsed, mis tähendab, et kaks naaber­aatomit jagavad vähemalt üht väliskihi elektroni. Selle tulemusena tekib aatomite vahele väikese negatiivse laengu „pilv“, mis tõmbab mõlemaid positiivseid tuumi. Niimoodi toimib „laengupilv“ justkui super­liimina. Mida lähemal aatomituumad üksteisele asetsevad, seda tugevamad on nendevahelised sidemed. Süsinikuaatomite suhteline väiksus ja võime moodustada neli kovalentset sidet tagab aatomite tiheda paiknemise kristallivõres ja suure sidemeenergia. Sealt ka teemantide kõvadus.

Juba iidsetel aegadel hinnati teemante nende praktiliste omaduste, mitte ainult ilu pärast. Hiinast on leitud kuni 4500 aasta vanuseid tseremoniaalseid kivikirveid, millel on läikivad, peegelsiledad pinnad. Harvar­di ülikooli teadlased on uurinud, millega võisid hiinlased kirveid sellise pinna saavutamiseks poleerida. Selgus, et ainus materjal, mis andis vastava tulemuse, oli peen, liivaterasuuruste teradega teemandipulber.

Arvatavasti leidsid hiinlased teemante vooluveekogudest. Seal olid need segunenud liiva ja kruusaga, sest vihm oli erodeerinud kaljut, milles teemandid olid, ning viinud need endaga kaasa. Samasuguse protsessi käigus tulid kallihinnalised kivid maa­pinnale Indias paarsada aastat enne Kristust ja jõudsid sealt 15. sajandil koos teiste luksuskaupadega Euroopasse.

Imeline teadus
Imeline Teadus on Skandinaavia suurim populaarteaduslik ajakiri
Ajakiri ilmub ühe korra kuus, iga kuu alguses.

Alles 1866. aastal leiti esimesed teemandid just sellestsamast paigast, kus need tekkinud olid. See juhtus Kimberleys Lõuna-­Aafrikas, kus avati hiljem, 1888. aastal, maail­ma esimene teemandikaevandus. Lõuna-Aafrika teemandid sisaldusid eba­harilikus, haruldases kivimis, mis nimetati leiukoha järgi kimberliidiks.

Kimberliit on ainus teemante sisaldav kivim, mis tekib väga sügaval maapõues toimu­vate vulkaaniliste protsesside taga­järjel. Katsed on näidanud, et teemandid moodustuvad vähemalt 300 kilomeetri sügavusel Maa vahevöös. Tavaliselt ei jõua magma nii sügavalt üles maapinnale,aga kui mõni vana maakooretükk vajub subduktsiooni­vööndis vahevöösse, siis liigub magma läbi vahevöö ülespoole, läbides ka maakoore praod, ning jõuab lõpuks vulkaani­pursete käigus laavana maa­pinnale.

Loe teemantidest ja nende mitmekülgsest kasutamisest veebruari Imelisest Teadusest!

Jaga lugu:
Klienditeenindus
KlienditeenindusVana-Lõuna 39/1, 19094 TallinnTel: 667 0099 (tööpäeviti 9–17)register@imelineteadus.ee
Rain Väät
Rain VäätVastutav väljaandjaTel: 667 0044rain.vaat@aripaev.ee
Madis Aesma
Madis AesmaToimetajaTel: 667 0477madis.aesma@aripaev.ee
Kairi Kalmann
Kairi KalmannDisainerTel: 667 0044kairi.kalmann@aripaev.ee
Piret Pihlak
Piret PihlakKeeletoimetajaTel: 667 0044piret.pihlak@aripaev.ee
Robin Tiits
Robin TiitsReklaamimüükTel: 528 3657robin.tiits@aripaev.ee