Ученые впервые синтезировали "метеоритные" алмазы: они прочнее земных

Китайские ученые впервые синтезировали редкие гексагональные алмазы, которые ранее обнаруживали только в метеоритах. Кристаллическая структура, которая называется lonsdaleite (лонсдейлит), отличается от традиционных алмазов кубической структуры и, по оценкам, может быть до 60% тверже, передает InterestingEngineering.

Впервые такой тип алмаза был обнаружен в метеорите "Каньон Диабло", который упал на территорию современной Аризоны примерно 50 тысяч лет назад. Ученые считают, что лонсдейлит образуется при столкновении метеоритов с Землей, когда возникают чрезвычайно высокие температура и давление.

До сих пор оставалось неизвестным, существуют ли эти кристаллы в чистом виде или они являются смесью кубического алмаза и графита. Предыдущие попытки синтеза приводили либо к образованию обычных кубических алмазов, либо к получению неоднородных структур.

Прорыв совершила команда специалистов из Центра передовых исследований в области науки и технологий высокого давления и Сианьского института оптики и точной механики Китайской академии наук. Ученым удалось создать гексагональные кристаллы алмаза шириной около 100 микрометров - это примерно соответствует толщине человеческого волоса.

Для синтеза использовался чрезвычайно чистый монокристаллический графит, что минимизировало вероятность "перехода" кристалла к кубической форме. Процесс проводили при контролируемых условиях высокого давления и температуры в квазигидростатической среде, где давление распределяется равномерно во всех направлениях.

Во время экспериментов применяли рентгеновские методы in-situ. Они позволяли исследователям в реальном времени наблюдать за превращением графита в лонсдейлит и оперативно корректировать параметры для обеспечения стабильного роста гексагональных кристаллов.

Полученные результаты стали первым макроскопическим доказательством того, что гексагональный алмаз может существовать как отдельная стабильная структура. Ученые отмечают, что лонсдейлит имеет не только повышенную твердость, но и высокую термостойкость, что делает его перспективным для промышленного использования.

Возможные направления применения включают производство инструментов для нарезания, износостойких покрытий, а также компонентов высокотехнологичной электроники, способной работать в экстремальных условиях. Свойства лонсдейлита, в частности его теплопроводность и устойчивость к деформации, могут превышать показатели традиционных алмазов.

По мнению специалистов, открытие китайских ученых также решает многолетний научный спор, длившийся более 60 лет, относительно существования метеоритных алмазов в чистой форме. Результаты исследования подтверждают, что эти уникальные кристаллы можно синтезировать в лабораторных условиях, и открывают путь к масштабному изучению и коммерческому производству сверхтвердых материалов нового поколения.

На протяжении веков алхимики также стремились превратить обычные металлы в золото, но только в XX веке физики доказали, что это возможно. Изменение количества протонов в ядре с помощью ускорителей частиц позволяет трансформировать один химический элемент в другой. Однако такие эксперименты, проводимые в ядерных лабораториях, дают лишь мизерное количество золота, а их стоимость в триллионы раз превышает рыночную цену драгоценного металла, что делает этот процесс абсолютно нерентабельным.