Міцніший за алмази. Суперкомп’ютер натякнув, що на Землі можуть існувати надтверді супердіаманти

Упродовж років вчені намагаються досягти кристалічної фази вуглецю BC8. В цій фазі вуглець зберігає ідеальну тетраедричну форму, але без площин спайності, які є в алмазній структурі. Якби BC8 можна було відновити в умовах навколишнього середовища, його можна було б класифікувати як супералмаз.

Численні експерименти, присвячені цьому, не досягли успіху. І тепер науковці наблизили до розгадки причини невдач. Завдяки найшвидшому ексамасштабному суперкомп’ютеру у світі Frontier команда вчених з Ліверморської національної лабораторії імені Лоуренса (LLNL) створили моделювання, яке показало взаємодію між окремими атомами вуглецю з безпрецедентною квантовою точністю в широкому діапазоні умов високого тиску та температури. Так вони виявили, що надзвичайна метастабільність алмазу зберігається за дуже високого тиску, що значно перевищує його діапазон термодинамічної стабільності.

«Ефективно реалізувавши цей потенціал на базі GPU Frontier, ми тепер можемо точно симулювати часову еволюцію мільярдів атомів вуглецю в екстремальних умовах в експериментальних масштабах часу та довжини. Ми передбачили, що посталмазна фаза BC8 була б експериментально доступна лише у вузькій області високого тиску та високої температури фазової діаграми вуглецю», — сказав Іван Олійник, професор фізики Університету Південної Флориди (USF) і старший автор присвяченого BC8 дослідження, опублікованого у The Journal of Physical Chemistry Letters.

Вчені передбачають, що BC8 був ми матеріалом, що демонстрував би на 30% більший опір стисканню, ніж алмаз. Вони також припускають, що такий супералмаз може існувати в центрі багатих вуглецем екзопланет

«Екстремальні умови, що панують на цих багатих вуглецем екзопланетах, можуть призвести до появи структурних форм вуглецю, таких як алмаз і BC8. Тому глибоке розуміння властивостей вуглецевої фази BC8 стає критичним для розробки точних внутрішніх моделей цих екзопланет», — додає Олійник.

Команда дослідників мріє одного дня виростити супералмаз BC8 у лабораторії. Вони продовжують співпрацювати, щоб дослідити теоретичні шляхи його створення.