Учёные создали синтетический алмаз, способный изменить промышленность

Алмаз давно считается самым прочным природным минералом на Земле, однако учёные сумели создать его искусственный аналог, превосходящий его по твёрдости. Этот результат стал возможен благодаря инновационной технологии синтеза, основанной на уникальном способе обработки графита, передаёт Pravda.Ru. 

Исследовательская группа подвергла графит экстремальному сжатию, а затем нагрела его до 1800 К (примерно 1527°C или 2780°F). В результате был получен алмаз с гексагональной структурой, которая отличается от привычной кубической решётки природного минерала.

Гексагональный алмаз, известный также как лонсдейлит, впервые привлёк внимание учёных более 50 лет назад, когда его обнаружили в местах падения метеоритов. Новое исследование подтвердило, что особая кристаллическая структура делает его значительно прочнее.

Как пояснили авторы научной работы, большинство алмазов — как природных, так и искусственных — имеют кубическую решётку. Однако гексагональная форма остаётся редкой и малоизученной из-за трудностей с получением чистых и достаточно крупных образцов.

Создание таких алмазов представляет сложность, а само их существование до сих пор вызывает дискуссии в научных кругах. Тем не менее эксперименты показали, что прочность нового материала достигает 155 гигапаскалей (ГПа), тогда как у природного алмаза этот показатель не превышает 110 ГПа.

Кроме того, синтетический гексагональный алмаз продемонстрировал высокую термическую устойчивость — он сохраняет свои свойства при температурах до 1100 °C (2012°F). Для сравнения, широко используемые в промышленности наноалмазы выдерживают лишь до 900 °C (1652°F), а природный алмаз устойчив к высоким температурам только в вакууме.

Учёные также разработали методы увеличения масштабов производства, преодолев основные трудности, с которыми сталкивались ранее. Они установили, что при сжатии графита до экстремально высоких давлений, а затем его нагреве под давлением, преимущественно формируется гексагональная структура.

Хотя технология массового производства ещё требует доработки, полученные образцы демонстрируют огромный потенциал для применения в бурении, машиностроении и системах хранения данных.

Попытки синтезировать гексагональные алмазы предпринимались и раньше. В 2016 году аналогичный материал был получен из аморфного углерода. Однако новый метод доказал свою эффективность, открывая перспективы для создания ещё более прочных и устойчивых материалов.

Авторы исследования отметили, что их работа предоставляет ценные данные о превращении графита в алмаз при экстремальных условиях, что может стать основой для дальнейших разработок в области производства и промышленного использования сверхпрочных материалов.

Ранее сообщалось, что учёные создали уникальный сверхэластичный сплав для космонавтики и медицины.