Создали суперпрочный алмаз: новый кристалл на 40% тверже чем природные

Китайские исследователи создали искусственный "супералмаз", который превосходит по твердости природные алмазы примерно на 40%. Они известны своей исключительной твердостью, в первую очередь благодаря кубической структуре их решетки — особому расположению атомов углерода. Новый вид алмаза может найти применение во многих сферах, где требуется невероятная прочность, и изменить их до неузнаваемости, пишет The Independent.

У Фокус.Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и увлекательные новости из мира науки!

Ученые давно предполагали, что гексагональная кристаллическая структура может дать еще более твердый материал. Эта форма, известная как гексагональный алмаз или лонсдейлит, была впервые обнаружена в метеорите Каньон-Дьябло в Аризоне в 1967 году. Несмотря на его потенциал, практическое применение лонсдейлита оставалось ограниченным, поскольку предыдущие образцы часто были нечистыми и имели микроскопические размеры.

Важно Поймали молнию в алмаз: ученые совершили уникальное открытие, изучая драгоценные камни

В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Nature Materials, подробно описано, как ученые из Цзилиньского университета под руководством профессоров Лю Бинбин и Яо Мингуан успешно синтезировали хорошо кристаллизованные, почти чистые гексагональные алмазы. Они добились этого, нагревая сильно сжатый графит при определенных температурных градиентах, в результате чего получились миллиметровые блоки, состоящие из ультратонких гексагональных алмазных слоев.

Эти синтетические алмазы демонстрируют замечательную термическую стабильность до 1100 градусов и впечатляющую твердость в 155 гигапаскалей (ГПа), в то время как твердость природных алмазов составляет около 100 ГПа, а термическая стабильность — до 700 градусов, заявили авторы. Чтобы понять всю прочность нового кристалла, стоит представить, что если природный алмаз тверд, как молоток, забивающий гвоздь, то новый его вид сравним с отбойным молотком, разбивающим бетон. Этот прорыв не только обеспечивает жизнеспособный метод производства высококачественных гексагональных алмазов, но и открывает новые возможности для их применения в различных отраслях промышленности.

Улучшенные свойства этих супералмазов делают их идеальными для использования в режущих инструментах, буровом оборудовании и других областях, где важны высокая твердость и термическая стабильность. Кроме того, успешный синтез позволяет получить ценные сведения о превращении графита в алмазные структуры в условиях высокого давления и высоких температур, что может привести к дальнейшим инновациям в материаловедении.

Стоит отметить, что ранее уже предпринимались попытки создать гексагональные алмазы в лабораторных условиях. Например, в исследовании 2021 года, проведенном учеными из Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса в США, также удалось синтезировать гексагональные алмазы, что указывает на их потенциал в качестве альтернативы обычным алмазам в различных областях применения, включая обработку и сверление.

Это достижение показывает сегодняшнюю скорость прогресса в материаловедении и указывает на потенциал инженерных материалов, которые будут превосходить природные материалы по своим характеристикам, прокладывая путь для технологических инноваций во многих отраслях.

Также Фокус писал о том, что под Францией обнаружили крупнейшее в мире месторождение топлива будущего. Исследователи полагают, что эта находка поможет миру отказать от использования "грязного ископаемого топлива", вредящего планете.