Дослідники з Німеччини впевнені, що їм вдалося вирішити задачу, століттями що ставила в глухий кут ювелірів: чому алмаз, самий твердий з відомих матеріалів, може бути відполірований за допомогою іншого алмазу і чому таку полірування можна здійснити тільки для певних граней і тільки в певному напрямку.
Результати дослідження можуть привести до розробки нових, більш ефективних методів полірування алмаза, а також до створення нових підходів для отримання ідеально плоских поверхонь полікристалічних алмазів, які останнім часом знаходять застосування в електроніці та інших областях.
Частка алмазу з гострими краями (сірі атоми, зліва зверху) відокремлює частинки невеликого розміру від склоподібною фази (зелені атоми), що знаходиться на поверхні алмазу (сірі атоми, внизу). Одночасно кисень повітря (червоні атоми) реагує з розташованими на поверхні ланцюгами вуглецю (коричневі атоми), утворюючи діоксид вуглецю.
Зазвичай алмаз полірують алмазної же крихтою, нанесеної на швидко обертається колесо з заліза. Вже сотні років ювеліри знають, що деякі грані алмаза виявляються більш «м'якими» - їх простіше полірувати, ніж інші. Було відомо, що легкість полірування пов'язана з різними способами формування кристалічної решітки атомами вуглецю, створюючих більш і менш міцні решітки, однак детальний механізм обробки поверхні до теперішнього часу був невідомий.
Щоб відповісти на це питання дослідники з групи Мікаеля Мозелера (Michael Moseler) використовували молекулярну динаміку для моделювання процесу полірування алмаза.
На підставі комп'ютерного моделювання було припущено, що при контакті полірування інструменту з оброблюваним алмазом механічний вплив призводить до переміщення атомів, розташованих на поверхні. Таке переміщення є причиною утворення аморфного шару, повільно переміщається по поверхні кристала. Атоми вуглецю в цьому шарі залишаються пов'язаними ковалентними зв'язками з яка не втратила кристалічний стан гратами алмазу. У міру переміщення аморфного шару ці ковалентні зв'язки можуть або порватися, і від алмаза відколеться шматочок, або залишитися незруйнованої.
Мозелер запевняє, що результати розрахунків дозволяють визначити, які грані алмаза і які напрямки впливу більш зручні для полірування. Він передбачає, що результати його роботи дозволять знайти способи модифікації аморфного шару таким чином, що буде знайдено спосіб руйнування міцних ковалентних зв'язків між аморфним ділянкою і кристалом таким чином, що вдасться обробляти і не піддаються обробці поверхні. Розробка такого підходу може виявитися особливо корисною для обробки синтетичних алмазів, що представляють собою полікристалів з великою кількістю «м'яких» і «жорстких» граней - такі алмази особливо складно обробити так, щоб їх можна було використовувати на практиці.