Международная команда ученых из Китая и Швеции разработала инновационный метод синтеза алмазов, который позволил им создать материал, обладающий твердостью, превышающей естественные аналоги.
Результаты их работы были опубликованы в научном журнале Nature Materials. Алмазы известны не только своим великолепным внешним видом, но и выдающейся твердостью, что делает их незаменимыми в таких отраслях, как добыча и обработка супер-твердых материалов.
Кристаллическая решетка представляет собой упорядоченное распределение атомов в твердом веществе, что формирует его ключевые свойства. В природных алмазах атомы углерода, по большей части, расположены в кубической решетке, с одинаковыми углами соединений. Однако исследования показывают, что использование гексагональной решетки, в которой атомы формируют шестиугольные структуры, может значительно увеличить твердость материала. Тем не менее, попытки синтезировать более прочные гексагональные алмазы ранее сталкивались с трудностями из-за их малых размеров и недостаточной чистоты.
В представленном исследовании ученые использовали метод нагрева графена под высоким давлением, что привело к созданию синтетического алмаза с гексагональной структурой. На испытаниях этот материал продемонстрировал способность выдерживать давление до 155 ГПа и сохранять стабильность при температурах до 1100°C, в то время как природные алмазы, как правило, разрушаются при значениях в диапазоне 70-100 ГПа и температурах около 700°C.
Авторы исследования считают, что новые алмазы вряд ли будут востребованы в ювелирной индустрии, но могут стать крайне полезными в различных промышленных сферах. Например, в производстве инструментов для резки и бурения, а также в микроэлектронике, где алмазы могут служить эффективными теплоотводами. Использование этих синтетических алмазов может значительно повысить долговечность и эффективность оборудования.
