Ultraharde combinatie van incompressibel metaal en korte covalente bindingen

Reniumdiboride is ongeveer net zo hard als boornitride, het op een na hardste materiaal ter wereld. In somige gevallen is reniumboride zelfs in staat om krassen op een diamant te maken, zo schrijven onderzoekers van de UCLA (Los Angeles) in Science.

De UCLA heeft octrooi aangevraagd op het idee. Het voordeel zou zijn dat je reniumboride kunt bereiden onder atmosferische druk. Voor diamant en boornitride zijn zeer hoge drukken nodig, wat de productie peperduur maakt.

De onderzoekers hebben de ideale combinatie theoretisch beredeneerd. Renium is een vrij zacht metaal, maar vanwege een goed gevulde elektronenwolk nauwelijks samendrukbaar. Booratomen zijn klein genoeg om tussen de reniumatomen te passen zonder dat die meer dan vijf procent verder uit elkaar komen te zitten dan bij het pure metaal. Vervolgens vormen renium en boor onderling zeer korte en stijve covalente bindingen.

Twee jaar geleden had dezelfde groep het al met osmium en boor geprobeerd. Osmium is nog minder compressibel dan renium, maar om het boor er tussen te passen moeten de atomen tien procent verder uit elkaar. Het leverde een materiaal op dat wel in saffier kon krassen, maar zeker niet in diamant.

Dat dat laatste met reniumdiboride soms wel en soms niet lukt, komt doordat het materiaal een hexagonale roosterstructuur vertoont en daadoor niet in alle richtingen even hard is.

bron: UCLA, news@nature