Прочнее алмаза. Китайские ученые создали уникальный гексагональный кристалл

Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature, подтверждают, что этот материал превосходит по твердости и жесткости обычный природный алмаз, который долгое время считался эталоном прочности на Земле.

В отличие от классического алмаза с кубической структурой решетки, атомы углерода в лонсдейлите организованы в форме шестиугольников, напоминающих соты. Ранее этот минерал находили только в составе метеоритов, которые образовывались при разрушении карликовых планет, однако получить его чистые образцы в лаборатории было чрезвычайно сложно из-за постоянных примесей графита и обычного алмаза.

Команде физиков под руководством Чонг-Синь Шаня из Чжэнчжоуского университета удалось изготовить образцы диаметром около 1,5 миллиметра. Для этого ученые в течение 10 часов сжимали высокоупорядоченный графит под давлением 20 гигапаскалей (что в 200 000 раз превышает атмосферное давление на уровне моря) при температурах от 1300 °C до 1900 °C. Исследование показало, что при более высоких температурных показателях лонсдейлит начинает превращаться в обычный кубический алмаз.

Новый материал оказался не только тверже своего природного аналога, но и значительно устойчивее к окислению. Это означает, что гексагональный алмаз может выдерживать экстремальные температуры без потери своих свойств, что является критически важным для промышленного бурения, резки металлов и полировки абразивных поверхностей.

Кроме практического применения, успех китайских физиков ставит точку в научных спорах о существовании лонсдейлита как отдельной фазы углерода. Ранее некоторые ученые предполагали, что гексагональный алмаз — это лишь дефект кубической решетки. Теперь, имея технологию получения объемных образцов, исследователи планируют использовать этот материал в терморегуляции электроники и квантовом зондировании, открывая новую эру в промышленном применении сверхтвердых материалов.