Китайські науковці вперше синтезували рідкісні гексагональні алмази, які раніше виявляли лише у метеоритах. Кристалічна структура, яка називається lonsdaleite (лонсдейліт), відрізняється від традиційних алмазів кубічної структури та, за оцінками, може бути до 60% твердішою, передає InterestingEngineering.
Вперше такий тип алмазу був виявлений у метеориті “Каньйон Діабло”, який впав на територію сучасної Аризони приблизно 50 тисяч років тому. Науковці вважають, що лонсдейліт утворюється під час зіткнення метеоритів із Землею, коли виникають надзвичайно високі температура та тиск.
До цього часу залишалося невідомим, чи існують ці кристали в чистому вигляді, чи вони є сумішшю кубічного алмазу та графіту. Попередні спроби синтезу призводили або до утворення звичайних кубічних алмазів, або до отримання неоднорідних структур.
Прорив здійснила команда фахівців з Центру передових досліджень у галузі науки та технологій високого тиску та Сіаньського інституту оптики та точної механіки Китайської академії наук. Вченим вдалося створити гексагональні кристали алмазу шириною близько 100 мікрометрів – це приблизно відповідає товщині людської волосини.
Для синтезу використовувався надзвичайно чистий монокристалічний графіт, що мінімізував ймовірність “переходу” кристалу до кубічної форми. Процес проводили за контрольованих умов високого тиску та температури у квазігідростатичному середовищі, де тиск розподіляється рівномірно у всіх напрямках.
Під час експериментів застосовували рентгенівські методи in-situ. Вони дозволяли дослідникам у реальному часі спостерігати за перетворенням графіту на лонсдейліт та оперативно коригувати параметри для забезпечення стабільного росту гексагональних кристалів.
Отримані результати стали першим макроскопічним доказом того, що гексагональний алмаз може існувати як окрема стабільна структура. Науковці наголошують, що лонсдейліт має не лише підвищену твердість, але й високу термостійкість, що робить його перспективним для промислового використання.
Можливі напрями застосування включають виробництво інструментів для нарізання, зносостійких покриттів, а також компонентів високотехнологічної електроніки, здатної працювати в екстремальних умовах. Властивості лонсдейліту, зокрема його теплопровідність та стійкість до деформації, можуть перевищувати показники традиційних алмазів.
На думку фахівців, відкриття китайських вчених також розв’язує багаторічну наукову суперечку, що тривала понад 60 років, щодо існування метеоритних алмазів у чистій формі. Результати дослідження підтверджують, що ці унікальні кристали можна синтезувати в лабораторних умовах, і відкривають шлях до масштабного вивчення та комерційного виробництва надтвердих матеріалів нового покоління.
Протягом століть алхіміки також прагнули перетворити звичайні метали на золото, але лише у XX столітті фізики довели, що це можливо. Зміна кількості протонів у ядрі за допомогою прискорювачів частинок дозволяє трансформувати один хімічний елемент в інший. Однак такі експерименти, що проводяться в ядерних лабораторіях, дають лише мізерну кількість золота, а їхня вартість у трильйони разів перевищує ринкову ціну дорогоцінного металу, що робить цей процес абсолютно нерентабельним.
