Изследователи създадоха „бащата“ на всички диаманти

Група изследователи от два китайски университета са създали в лаборатория изкуствен „супердиамант“ който е многократно по-здрав от естествените камъни. Изкуственият материал е не само с 40% по-твърд от естествените си аналози, но има и повишена термична стабилност.

Успехът се основава на уникалната кристална структура. Естествените и повечето изкуствени диаманти имат кубична решетка, докато новият материал, подобно на редкия минерал лонсдейлит е изграден от шестоъгълници. Досега такива кристали са откривани само в кратерите на метеорити. Първата проба от лонсдейлит е открита през 1967 година в метеорита Диабло Каньон в Аризона.

Екип, ръководен от учените Лю Бинбин и Яо Мингуанг разработва принципно нов метод за синтез. Те откриват, че при определени условия графитните частици променят позицията си и образуват необичайна междинна структура – така наречената „постграфитна фаза“. Когато този материал се подложи на екстремно налягане и топлина, въглеродните атоми се подреждат в перфектна хексагонална решетка, образувайки свръхтвърд диамант.

Получените кристали са без примеси и дефекти, характерни за предишни лабораторни проби. Именно тази чистота на структурата им осигурява изключителна здравина и устойчивост на топлина. Нанодиамантите (малки кристали с размер под 100 нанометра) често се използват в промишлеността, но при високи температури те губят своите свойства. Новият материал е напълно лишен от този недостатък.

През 2021 година американски учени провеждат подобни изследвания. Те са успели да получат достатъчно големи кристали, за да тестват свойствата им с помощта на акустични методи. След това Травис Волц и колегите му от Националната лаборатория „Лорънс Ливърмор“ потвърдиха веднъж завинаги: хексагоналната структура наистина е по-здрава от традиционната кубична.

Материалът значително ще разшири възможностите на индустрията. Конвенционалните диаманти сега се използват широко за инструменти за рязане и полиране. Благодарение на повишената си твърдост и устойчивост на топлина, „супердиамантите“ ще се използват за създаване на по-здрави инструменти за обработка на метали и пробиване, а някои смятат, че дори бижутерите могат да се заинтересуват от такива камъни.

Между другото, китайските учени са постигнали успехи и в други области на „диамантените“ изследвания. Така например миналата година екип от четири институции – Университета в Джънджоу, Академията на науките в Хенан, Университета в Нинбо и Университета в Дзилин успя да създаде диаманти, способни да провеждат електрически ток. Свойството е много нетипично за тези камъни.