Китайские ученые синтезировали гексагональные алмазы — лонсдейлиты. Эти редкие кристаллы, найденные на Земле только в метеоритах, могут быть на 60% тверже обычных алмазов.
Исследователи воссоздали алмазы, впервые обнаруженные в метеорите «Каньон Дьябло», который упал около 50 000 лет назад на территории современной Аризоны. Обычные алмазы состоят из атомов углерода, выстроенных в кубическую решетку, тогда как в «метеоритных» гексагональных модификациях атомы расположены по схеме, напоминающей соты. Такая конфигурация делает эти кристаллы потенциально значительно тверже.
На Земле большинство алмазов формируется на глубине около 150 км при температурах свыше 1000 °C. Для образования лонсдейлитов нужны еще более экстремальные условия, которые возникают, например, при падении метеоритов.
Китайским ученым удалось получить чистые гексагональные кристаллы шириной около 100 мкм — сопоставимо с толщиной человеческого волоса. Ранее эксперименты давали лишь смеси из классических и «метеоритных» алмазов.
Исследователи использовали в качестве исходного материала монокристаллический графит без примесей, чтобы получить чистые кристаллы. Материал поместили в камеру с контролируемыми высоким давлением и температурой в квазигидростатических условиях, где давление равномерно распределяется во всех направлениях. Процесс контролировали с помощью рентгена, корректируя параметры для роста гексагональной формы алмазов.
Новый материал сочетает исключительную твердость и термостойкость, что делает его перспективным для режущих инструментов, износостойких покрытий, высокотехнологичной электроники и теплопроводящих компонентов, работающих в экстремальных условиях. В новых эксперииментах ученые планируют масштабировать производство.
