Впервые в истории исследователям из Китая удалось синтезировать почти чистый гексагональный алмаз, что стало значительным прорывом в области материаловедения. Этот редкий тип алмаза, известный своей уникальной шестиугольной кристаллической структурой, долгое время оставался предметом научных споров из-за сложности его создания в лабораторных условиях.
Команда ученых из Цзилиньского университета и Университета Сунь Ятсена под руководством Лю Бинбина и Яо Мингуана, в сотрудничестве с исследователем Чжу Шэнцаем, успешно синтезировала гексагональный алмаз. Результаты их работы, опубликованные в журнале Nature 10 февраля 2025 года, открывают новые горизонты в материаловедении и подтверждают возможность создания уникальных алмазоподобных структур.
Редкая и загадочная структура
Гексагональный алмаз, также известный как лонсдейлит, встречается в природе крайне редко. Впервые он был обнаружен в 1967 году при изучении метеорита Каньон Дьябло. Лонсдейлит, являющийся аллотропной формой углерода, отличается от обычных кубических алмазов своей шестиугольной структурой, которая, как предполагалось, делает его еще более твердым.
Долгое время воспроизведение условий, при которых лонсдейлит образуется в природе (например, при ударах метеоритов), считалось практически невозможным в лаборатории. Некоторые ученые даже сомневались в стабильности этой структуры, что делало синтез гексагонального алмаза теоретическим вопросом.
Прорыв в синтезе
Китайские исследователи смогли преодолеть эти трудности, используя метод нагревания высокосжатого графита. В результате им удалось получить «хорошо кристаллизованный, почти чистый» гексагональный алмаз. Ученые отмечают, что их метод применим как для объемных, так и для наноразмерных образцов графита.
Одним из ключевых достижений стало подтверждение экстремальной твердости синтезированного гексагонального алмаза, которая составила 155 гигапаскалей (ГПа). Для сравнения, твердость обычных кубических алмазов варьируется от 70 до 150 ГПа. Это делает гексагональные алмазы перспективными для использования в промышленности, например, в производстве режущих инструментов и износостойких покрытий.
Устойчивость к высоким температурам
Кроме того, гексагональный алмаз продемонстрировал высокую термостойкость, сохраняя стабильность при температурах до 1100 °C. Это открывает возможности для его применения в экстремальных условиях, включая создание новых поколений полупроводников и других высокотехнологичных материалов.
Новые перспективы
Хотя гексагональные алмазы пока остаются лабораторным достижением, их уникальные свойства могут найти применение в различных отраслях, от промышленности до электроники. Успешный синтез также предоставляет новые данные о поведении углеродных структур при экстремальных условиях, что важно для понимания процессов, происходящих в недрах планет.
Открытие китайских ученых не только подтверждает возможность создания гексагональных алмазов, но и открывает путь к разработке новых материалов с беспрецедентной прочностью и устойчивостью. Это может стать началом новой эры в материаловедении и технологиях.
