Ученые создали «алмаз тверже алмаза»

Австралийские ученые впервые синтезировали чистые кристаллы лонсдейлита – углеродного минерала, способного резать даже алмаз.  

Алмаз – синоним твердости, однако его близкий аналог, лонсдейлит, еще тверже. Это такой же углеродный кристалл, только решетка у него не кубическая, а гексагональная – по некоторым подсчетам, чистый лосндейлит должен быть более чем в полтора раза тверже обычного алмаза и способен его резать. Однако в природе (в метеоритных кратерах) он встречается крайне редко и в далеких от совершенства и чистоты структурах.
 
Не лучшим образом обстоят дела и с искусственным синтезом этого крайне полезного минерала. Для этого графит требуется сжать под огромным давлением и при огромной температуре, что делает процесс сложным, дорогим, невыгодным – и все равно не позволяет получать кристаллы нужной чистоты. Ряд исследований показал, что при этом, видимо, образуется кубическая решетка с нарушенной структурой, а не гексагональная. Предположено даже, что добиться этого невозможно без колоссального давления в 170 ГПа и температуры более 6000 °C – как в метеоритных кратерах.
 
Однако в статье, которую ученые Австралийского национального университета опубликовали в журнале Scientific Reports, предложен упрощенный подход к синтезу чистого лонсдейлита. Для этого они использовали алмазную наковальню – пару кристаллов, твердость которых позволяет добиться крайне высокого давления в месте их сжатия. Под давлением в 100 ГПа (1000 атмосфер) лонсдейлит образовывался уже при 400 °C, температуре вдвое ниже той, что используется при обычном подходе.
 
По словам авторов, получившиеся наноразмерные кристаллы с гексагональной решеткой отличаются высокой упорядоченностью и чистотой. Крошечные размеры полученного лонсдейлита ученых не слишком смущают: в будущем процесс можно будет усовершенствовать, а для многих применений и этого достаточно. «Такие "алмазы" вы не найдете на свадебных кольцах, – говорит профессор Джоди Боэдби (Jodie Bradby). – Их место в горных карьерах».