Сверхтвердые материалы широко применяются в промышленности. Инструменты на их основе используются при добыче полезных ископаемых, прокладке дорог и тоннелей, и при создании прецизионных инструментов, и даже в корпусах наручных часов. Но они слишком дороги в производстве - и новая разработка позволит преодолеть этот недостаток.

Диборид рения в виде порошка и в твердой форме, полученной при дуговой плавке

Алмаз – самый твердый из известных природных материалов. Основная масса алмазов, использующихся в промышленности, - искусственного происхождения. Синтез их, хотя и не столь дорог, как применение натуральных алмазов, все равно обходится весьма недешево. Поэтому инженеры стараются обходиться инструментами с напылением алмазной крошки, но в некоторых случаях этого недостаточно. К примеру, для резки некоторых особо прочных сталей используют заменитель – кубический нитрид бора , который получают в условиях экстремально высокой температуры и давления. По сути, его кристаллы обходятся даже дороже, чем синтетические алмазы, но их удается получить гораздо более крупными.

Основное условие «сверхтвердости» – высокая несжимаемость, т.е. устойчивость структуры к изменениям ее формы. Ричард Кэнер (Richard Kaner) с коллегами использовали металл рений , обладающий высокой несжимаемостью, с добавкой бора, который укрепил его жесткими ковалентными связями. В чистом виде рений – сравнительно плотный и мягкий металл, но скрепленный короткими ковалентными связями оказывается столь же твердым, как алмаз – в одном направлении, а в других – лишь слегка мягче. При приложении сравнительно небольших сил новый материал оказывается эффективнее распространенного кубического нитрида бора. Но главное, производство этого сверхтвердого материала не требует высокого давления и оказывается весьма недорогим.

По информации Science Daily