Για περισσότερο από έναν αιώνα, η επιστημονική κοινότητα θεωρούσε δεδομένο ότι τα διαμάντια στερούνται πιεζοηλεκτρικών ιδιοτήτων — της ικανότητας, δηλαδή, να παράγουν ηλεκτρικό φορτίο υπό μηχανική πίεση. Ωστόσο, μια νέα μελέτη από ερευνητές του Πανεπιστημίου του Χονγκ Κονγκ, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science, ανατρέπει αυτή την πεποίθηση, αποδεικνύοντας ότι το σκληρότερο ορυκτό του κόσμου μπορεί να γίνει πηγή ενέργειας όταν μετατραπεί σε εξαιρετικά λεπτή μεμβράνη.

Η τεχνολογία πίσω από την κάμψη

Το κλειδί της ανακάλυψης βρίσκεται στην κλίμακα. Ενώ τα ογκώδη διαμάντια είναι άκαμπτα, οι ερευνητές δημιούργησαν πολυκρυσταλλικές μεμβράνες πάχους μόλις λίγων μικρομέτρων. Χρησιμοποιώντας τη μέθοδο της χημικής εναπόθεσης ατμών με πλάσμα μικροκυμάτων (microwave plasma CVD), «έχτισαν» το διαμάντι άτομο προς άτομο πάνω σε υπόστρωμα πυριτίου.

Στη συνέχεια, η μεμβράνη αποκολλήθηκε και προσαρτήθηκε σε ένα εύκαμπτο υπόστρωμα PET. Κατά την ελεγχόμενη κάμψη της συσκευής, οι επιστήμονες επιβεβαίωσαν την παραγωγή ηλεκτρικής τάσης, αποκλείοντας περιβαλλοντικούς παράγοντες ή τον στατικό ηλεκτρισμό από τριβή.

Γιατί παράγεται ηλεκτρισμός;

Το φαινόμενο αποδίδεται στα «όρια των κόκκων», τις ασύμμετρες περιοχές που χωρίζουν τους μικροσκοπικούς κρυστάλλους της μεμβράνης. Όταν το υλικό παραμορφώνεται, αυτή η ασυμμετρία μεταβάλλει την ηλεκτρική πόλωση, δημιουργώντας διαφορά δυναμικού. Η ισχυρότερη απόκριση καταγράφηκε σε μεμβράνες πάχους 5 μικρομέτρων, με επιδόσεις που ξεπερνούν αρκετά συμβατικά πιεζοηλεκτρικά υλικά.

Εφαρμογές στην ιατρική και την τεχνολογία

Λόγω της χημικής σταθερότητας και της βιοσυμβατότητας του διαμαντιού, η ανακάλυψη αυτή ανοίγει τον δρόμο για:

Αν και η εφαρμογή σε ιατρικά εμφυτεύματα παραμένει μελλοντικός στόχος, η απόδειξη ότι το διαμάντι μπορεί να μετατρέπει την πίεση σε ηλεκτρισμό αλλάζει ριζικά την αντίληψή μας για τις δυνατότητες αυτού του πολύτιμου υλικού.