Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek

Alcohollaag maakt diamant waterminnend
1 september 2001
NWO-Chemici van de Katholieke Universiteit Nijmegen zijn erin geslaagd om een gewoon waterafstotend diamantoppervlak te veranderen in oppervlak dat water aantrekt. In de natuur zijn waterminnende diamanten zeldzaam. De nieuwe diamant heeft een alcohollaagje aan het oppervlak.

De Nijmeegse onderzoekers hebben ontdekt wat de chemische achtergrond is van het wateraantrekkend gedrag van sommige diamanten. Hiervoor hebben ze een gekloofd diamantoppervlak geëtst bij hoge temperatuur met een mengsel van zuurstof, water en argon. Onderzoek van het veranderde oppervlak met röntgenstraling toonde aan dat het oppervlak volledig was bedekt met hydroxylgroepen die chemisch gebonden waren aan de koolstofatomen van het diamantrooster.

Een hydroxylgroep is een zuurstofatoom met een waterstofatoom. Als zo´n groep aan koolstof is gebonden krijgt het geheel de eigenschappen van een alcohol. Alcoholen zijn goed mengbaar met water. De vinding om diamant te voorzien van alcoholgroepen opent de mogelijkheid om diamant chemisch te binden aan organische moleculen. Daarmee zou diamant in de toekomst kunnen dienen als substraat voor katalysatoren in de industrie of als drager voor werkzame stoffen in de medische wereld.

Voor het oppervlakteonderzoek maakten de onderzoekers gebruik van de röntgenbron van de deels Nederlandse European Synchrotron Radiation Facility in Grenoble, een ring van meer dan achthonderd meter omtrek waar rondcirkelende elektronen röntgenstraling produceren met een extreem hoge intensiteit.

De precieze oorzaak van het wateraantrekkend zijn van sommige diamanten is lang onbekend geweest. De natuurlijke diamanten zijn niet geschikt voor röntgenonderzoek naar de chemische samenstelling van het oppervlak. De buitenkant is te ruw. Voor dit type onderzoek is een atomair vlak stuk met een middenlijn van zeker honderd nanometer nodig. Bij slijpen of splijten verdwijnt de wateraantrekkende eigenschap. Dat motiveerde de onderzoekers om zelf een wateraantrekkend diamantoppervlak te maken.

Er zijn maar een paar mijnen in de wereld waar wateraantrekkend diamant wordt gewonnen. Alle andere diamanten zijn waterafstotend. De eigenschap werd vroeger door juweliers gebruikt als een van de methoden om echt diamant van namaak te onderscheiden. Water op een echte diamant moest samentrekken tot een druppel. Gebeurde dit niet, dan was de diamant waarschijnlijk niet echt. De waterafstotende eigenschap werd vroeger ook gebruikt om bij de winning diamanten te scheiden van andere stenen. Het mengsel van stenen werd over een met vet ingesmeerde plaat bewogen. Diamant blijft in het vet plakken omdat het oppervlak droog is, terwijl de andere natte stenen niet konden hechten.

Nadere informatie bij:

* dr. W.J.P. van Enckevort of prof. E. Vlieg (KUN, Vaste Stof Chemie)
* tel 024 3653433 of 024 3653070, fax 024 3653067
* e-mail wvenck@sci.kun.nl of e.vlieg@sci.kun.nl

Deel: ' Alcohollaag maakt diamant waterminnend '




Lees ook