Ученые создали алмаз, который тверже алмаза

  • 14 Дек, 2016 Источник: onliner

Алмаз – синоним твердости, однако его близкий аналог, лонсдейлит, еще тверже.

Говоря о самом твердом материале в природе, большинство вспомнит алмаз, способный резать сталь и камень. Однако австралийские ученые сумели улучшить свойства этого минерала и в лабораторных условиях вывели еще более твердый алмаз, сообщает издание Science Alert.

uchenye-sozdali-almaz-kotoryj-tverzhe-almaza-quibbll-1

Результатом экспериментов является лонсдейлит — углеродный кристалл, только решетка у него не кубическая, а гексагональная, который в естественных условиях встречали только в метеоритных кратерах. Особая структура делает его на 58% тверже стандартного алмаза.

Найденные в естественной среде лонсдейлиты достигали такой твердости только в теории. На практике же они были куда слабее из-за большого количества примесей в своем составе, что вызвано отнюдь не чистыми условиями рождения: столкновением метеорита с поверхностью Земли. Впервые версию алмаза с нетрадиционной структурой обнаружили в 1967 году в каньоне Диабло на месте падения метеорита.

Не лучшим образом обстоят дела и с искусственным синтезом этого крайне полезного минерала.

Для этого графит требуется сжать под огромным давлением и при огромной температуре, что делает процесс сложным, дорогим, невыгодным – и все равно не позволяет получать кристаллы нужной чистоты. Ряд исследований показал, что при этом, видимо, образуется кубическая решетка с нарушенной структурой, а не гексагональная. Предположено даже, что добиться этого невозможно без колоссального давления в 170 ГПа и температуры более 6000 °C – как в метеоритных кратерах.

uchenye-sozdali-almaz-kotoryj-tverzhe-almaza-quibbll-2

Однако в статье ученых Австралийского национального университета предложен упрощенный подход к синтезу чистого лонсдейлита. Для этого они использовали алмазную наковальню – пару кристаллов, твердость которых позволяет добиться крайне высокого давления в месте их сжатия. Под давлением в 100 ГПа (1000 атмосфер) лонсдейлит образовывался уже при 400 °C, температуре вдвое ниже той, что используется при обычном подходе.

По словам авторов, получившиеся наноразмерные кристаллы с гексагональной решеткой отличаются высокой упорядоченностью и чистотой. Крошечные размеры полученного лонсдейлита ученых не слишком смущают: в будущем процесс можно будет усовершенствовать, а для многих применений и этого достаточно.

«Такие «алмазы» вы не найдете на свадебных кольцах, – говорит профессор Джоди Боэдби. – Их место в горных карьерах».

Полученный нанолонсдейлит, по мнению ученых, можно будет использовать в шахтерских работах.

Подписывайтесь на Квибл в Viber и Telegram, чтобы быть в курсе самых интересных событий.