Научное сообщество стало свидетелем исторического достижения: исследователям из Китая впервые удалось получить в лаборатории почти чистый гексагональный алмаз. Этот успех знаменует собой крупный прорыв в материаловедении, открывая доступ к уникальному материалу, который долгое время считался практически недостижимым для искусственного синтеза.
Междисциплинарная команда учёных, включая Лю Бинбина и Яо Мингуана из Цзилиньского университета и Университета Сунь Ятсена, а также исследователя Чжу Шэнцая, разработала и реализовала инновационную методику. Результаты их кропотливой работы, опубликованные в престижном журнале Nature 10 февраля 2025 года, не только подтверждают возможность создания этой редкой формы углерода, но и прокладывают путь для разработки целого класса новых сверхпрочных материалов.
Редкая и загадочная структура
Гексагональные алмазы, или лонсдейлит, — это невероятно редкая в природе аллотропная модификация углерода. Впервые их следы были обнаружены в 1967 году внутри метеорита Каньон-Дьявол. В отличие от привычного кубического алмаза, атомы углерода в лонсдейлите упакованы в гексагональную кристаллическую решётку. Теоретически такая структура должна придавать материалу исключительную твёрдость, превосходящую классический алмаз.
Попытки воссоздать в лаборатории экстремальные условия, при которых этот минерал образуется в космосе (например, при ударе метеорита), десятилетиями оставались безуспешными. Сложность синтеза и сомнения некоторых учёных в стабильности этой фазы углерода превратили гексагональный алмаз в одну из самых интригующих загадок материаловедения.
Прорыв в синтезе
Китайским исследователям удалось найти ключ к решению этой проблемы. Их метод основан на нагреве графита, подвергнутого сверхвысокому давлению.
Обратите внимание: Ученые впервые обнаружили всеядных акул.
В результате им удалось получить образцы «хорошо кристаллизованного, почти чистого» гексагонального алмаза. Важно отметить, что разработанная технология применима как к макроскопическим, так и к наноразмерным образцам исходного графита.Наиболее впечатляющим результатом стало измерение твёрдости полученного материала. Она достигла рекордных 155 гигапаскалей (ГПа), что превышает верхний предел твёрдости обычного кубического алмаза (70–150 ГПа). Это свойство открывает колоссальные перспективы для промышленности, например, для создания режущих инструментов нового поколения, буровых коронок и сверхпрочных защитных покрытий.
Устойчивость к высоким температурам
Помимо выдающейся твёрдости, синтезированный гексагональный алмаз продемонстрировал исключительную термостойкость. Материал сохраняет стабильность своей кристаллической структуры при температурах вплоть до 1100°C. Такая устойчивость к экстремальным тепловым нагрузкам делает его потенциально применимым в областях, где обычные материалы отказывают, — в высокотемпературной электронике, космических технологиях и при создании новых типов полупроводниковых устройств.
Новые перспективы
Хотя сегодня гексагональный алмаз — это пока продукт передовых лабораторий, его уникальный набор свойств сулит революционные изменения в различных высокотехнологичных отраслях. От машиностроения и обработки материалов до квантовых технологий и электроники — везде, где требуются предельная прочность и стабильность.
Это открытие имеет и фундаментальное значение. Оно предоставляет учёным новые данные о поведении углерода под экстремальным давлением и температурой, что проливает свет на процессы, происходящие в недрах планет-гигантов. Таким образом, работа китайских исследователей не просто ставит точку в многолетних научных дебатах, но и открывает новую главу в науке о материалах, обещая появление целого поколения веществ с беспрецедентными характеристиками.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.