Karbon, hayatın ve organik yapıların temelinde bulunan elementtir. Kendisi birebir anda dört diğer atoma bağlanabilen bir yapıya sahiptir. Böylelikle son derece karmaşık yapılar oluşturabilir. Kömür de elmas da karbondan oluşur fakat atom dizilişleri farklıdır. (Yeterince basınç ve ısı uygulayabilecekseniz siz de bir ölçü karbon ile elmas yapabilirsiniz.)
Elmaslar hala daha dünyanın en sert ve güçlü malzemelerinden birisi olsa da artık tepede yalnız değil. Aslında, ondan daha güçlü olan altı husus var.
Onur Mükafatı: Silikon Karbit
Silikon Karbit, genel olarak yapay yollarla elde edilse de bir mozanit formu olarak tabiatta bulunabiliyor. Doğal hali elmastan biraz daha güçsüz olan bu malzeme, 1893’ten beri üretiliyor. Silikon karbitin yüksek basınç, düşük sıcaklıkla işlenmesi sonucunda güçlendirilmiş, elmastan güçlü bir gereç elde ediliyor. Bu güçlü gereç, yarı iletken olduğu için elektronikte de kullanılıyor.
Vürzit Boron Nitrit
Karbon yerine boron nitrit kullanılarak inşa edilen bu yapılarda, çeşitli değişik atom dizilimleri elde etmek mümkün oluyor. Bilhassa altıgen ya da kübik yapıdaki versiyonu, elmastan daha serttir. Genelde volkanik patlamalardan sonra ortaya çıkan bu yapılardan çok az bulunabilmiştir. Piramitvari bir yapı oluşturdukları vakit bu gereçler, elmasa kıyasla %18 daha sert oluyorlar.
Lonsdaleit
Pokemon oyunlarındaki Moon Stone olmaya en yakın unsur olan Lonsdaleite çok farklı bir malzeme. Karbonlarla dolu bir göktaşının atmosferden geçerken sırf dışı ısınır. Dünya’ya çarptıkları anda ise cismin içindeki basınç öteki doğal süreçlerin tamamından daha fazla olur. Bu nedenle de grafit, basınç altında kalarak kristalimsi yapı oluşturur. Altıgenimsi yapı oluşturan bu cisim, elmaslardan %58 daha sert hale gelebiliyor.
Dyneema
Spider-Man’in ağlarını bu dünyadaki bir materyal ile yapacak olsaydık muhtemelen Dyneema’yı kullanırdık. Sudan hafif, çelikten 15 kat güçlü bu yapı, inanışmaz uzun molekül uzunluğuyla dikkat çekiyor. Bilinen en güçlü termoplastik olan bu yapı, en güçlü fiber olarak da isimlendiriliyor.
Paladyum Mikroalaşım Cam
Sertlik ve dayanıklılık tıpkı şey değildir. Sertlik, bir cismin ne kadar kuvvete karşı durabileceğiyken, dayanıklılık cismin ne kadar güce kırılmadan, yapısı bozulmadan karşı koyabileceğidir. Seramikler sert ancak dayanıksızdır. Elastik malzemeler sağlamdır lakin sert değildir, güçsüz yapılardır. 2011 yılında geliştirilen bir gereç, fosfor, silikon, germanyum, gümüş ve paladyum kullanılan yeni bir yapı olarak dikkat çekti. Bu materyal, tüm çelik tiplerinden daha sert olmayı başardı. Kendisi tıpkı vakitte karbon temelli olmayan en sert yapı olarak da dikkat çekiyor.
Buckypaper
Karbon nanotüplerden oluşan bu kağıt çeşidi, 20. yüzyılın sonlarından bu yana biliniyor. Altıgen olarak bağlanan karbonlar, bilinen en istikrarlı yapılardan birini oluşturuyor. Çeliğin %10’u kadar bir tartıya sahip bu yapı, kelam konusu sertlik olduğunda ise yüzlerce kat daha güçlü. Yanmayan, çok güzel bir termal iletken olan bu unsurun bilim, elektronik, askeriye ve biyoloji üzere alanlarda kullanımı mümkün.
Grafen
Altıgen karbon yapılarından olan Grafen, sadece 1 atom kalınlığıyla adeta iki boyutlu bir malzeme olarak dikkat çekiyor. Tek bir grafen yaprağından oluşan yapılar gitgide daha fazla alanda kullanılmaya ve milyonlarca dolarlık bir pazar oluşturmaya başladı. Hem elektrik iletmekte hem de ısı iletmekte çok başarılı olan bu yapı, ışığı büsbütün geçiriyor.
Daha sert, daha güçlü malzemeler üretme arayışı o denli kolay kolay bitecek bir seyahat olmasa da bilim insanları şu anda hiç de kötü bir noktada değiller üzere duruyor. Nanoteknoloji ve metamateryaller bize yepisyeni bir dünyanın kapılarını açacak.