Уникальные алмазы с шестигранной структурой, которые раньше находили только в метеоритах, теперь можно создавать в лаборатории. Китайские исследователи не только подтвердили существование этих сверхтвёрдых кристаллов, но и разработали технологию их синтеза, открывая новые возможности для промышленности и науки.
Загадка метеорита Каньон Дьябло
В 1967 году в аризонском метеорите Каньон Дьябло обнаружили необычные алмазы. В отличие от земных, их атомы углерода были упакованы не в кубическую, а в гексагональную решётку, напоминающую пчелиные соты. Этот редкий минерал назвали лонсдейлитом — в честь кристаллографа Кэтлин Лонсдейл.
Долгое время учёные спорили: действительно ли это отдельная форма алмаза или просто смесь обычного алмаза с графитом? Теперь китайские исследователи из Китайской академии наук поставили точку в этом вопросе.
Прорыв в лаборатории
Команда использовала сверхчистый монокристаллический графит, чтобы минимизировать примеси, которые могли бы привести к образованию обычных кубических алмазов. Под контролируемым высоким давлением и температурой, а также в условиях равномерного сжатия, им удалось вырастить кристаллы лонсдейлита размером до 100 микрометров — примерно как толщина человеческого волоса.
Ключевым моментом стал рентгеновский мониторинг в реальном времени, позволивший корректировать процесс и добиться стабильного роста именно гексагональной структуры.
Почему это важно?
1. Научное значение: Впервые получено прямое доказательство, что лонсдейлит — самостоятельная, стабильная форма алмаза, а не случайная примесь.
2. Рекордная твёрдость: Гексагональные алмазы могут быть на 60% твёрже обычных, что делает их идеальными для режущих инструментов и износостойких покрытий.
3. Термостойкость: Лонсдейлит сохраняет свойства при экстремальных температурах, открывая перспективы для аэрокосмической и электронной промышленности.
Будущее технологии
Хотя пока синтезированы лишь микроскопические кристаллы, этот метод открывает путь к массовому производству сверхтвёрдых материалов. В перспективе такие алмазы могут использоваться в:
- Буровых установках для добычи полезных ископаемых
- Квантовых компьютерах благодаря уникальным проводящим свойствам
- Защитных покрытиях для космических аппаратов
Что дальше?
Следующий шаг — увеличение размеров кристаллов и оптимизация технологии для промышленного применения. Если эксперименты продолжатся успешно, человечество получит материал, который раньше был доступен только в обломках метеоритов.
Это открытие не только расширяет наши знания о природе углерода, но и даёт шанс создать материалы, превосходящие всё, что известно сегодня.
