Учёные из Китая создали редчайший шестиугольный алмаз размером в миллиметр

Группа физиков из Чжэнчжоуского университета под руководством Чунсиня Шаня синтезировала кристаллы гексагонального алмаза — лонсдейлита — размером около одного миллиметра. Это первый случай получения фазово чистого образца данного материала такого масштаба, позволивший однозначно подтвердить его кристаллическую структуру.

Лонсдейлит отличается от обычного кубического алмаза шестиугольной симметрией кристаллической решётки. Ранее его обнаруживали только в микроскопических количествах в местах падения метеоритов, и в научном сообществе не было консенсуса относительно того, является ли он самостоятельной фазой углерода или представляет собой кубический алмаз с дефектами структуры.

Для синтеза исследователи применили метод высокого давления и высокой температуры (HPHT). Графит был сжат между наковальнями из карбида вольфрама при давлении около 20 гигапаскалей и нагрет до температуры, близкой к 1800 °C. Чистоту полученных кристаллов верифицировали с помощью рентгеновской дифракции и атомно-силовой микроскопии.

Проведённые измерения показали, что гексагональный алмаз превосходит кубический по твёрдости и устойчивости к окислению. Однако разница в твёрдости оказалась значительно меньше теоретически предсказанных 50 процентов. В гексагональной решётке межслоевые углеродные связи короче и прочнее, чем в кубической, что объясняет повышенную жёсткость материала, но экспериментальные данные указывают на необходимость пересмотра расчётных моделей предельной твёрдости углеродных структур.

По словам Шаня, материал перспективен для использования в режущих инструментах, системах терморегуляции и квантовых сенсорах. Кроме того, понимание условий формирования лонсдейлита даёт геологам инструмент для изучения истории метеоритных столкновений с Землёй.

Источник: Interesting Engineering