Физикам удалось синтезировать чистый сверхтвердый гексагональный алмаз после 60 лет попыток
Алмаз, как самый твердый из известных природных минералов, ценится не только в ювелирной индустрии, но и — за счет исключительной теплопроводности и оптических свойств — в промышленности. Однако искусственно выращенные из графита алмазы превосходят натуральные по твердости, хотя синтезировать их очень сложно. Ученые из Китая смогли получить такой образец с гексагональной кристаллической решеткой без примесей.
Фактически алмазы существуют в двух структурных кристаллических формах: кубической и гексагональной. Лонсдейлит, или гексагональный алмаз (HD), представляет собой аллотроп углерода с гексагональной кристаллической структурой. Его обнаружили в наноструктуре метеорита Каньон-Дьябло в 1967 году. Теоретические расчеты показали, что этот драгоценный материал обладает исключительными физическими свойствами, превосходящими характеристики традиционного — кубического.
В лонсдейлите атомы углерода образуют слои, соединенные между собой гексагональными кольцами, а не кубическими структурами, в которых кристаллическая решетка при механическом воздействии может сдвигаться, что приводит к дефектам и дальнейшему раскалыванию.
В кристаллах гексагонального алмаза однородных линий сдвига, по которым могут распространяться изломы, нет, и это придает ему сверхпрочность, необходимую при производстве сверхтвердых режущих инструментов (суперабразивов, буровых долот), биодатчиков или широкозонных полупроводников, позволяющих устройствам работать при более экстремальных напряжениях, частотах и температурах, чем обычные полупроводниковые материалы.
До сих пор синтезировать лонсдейлит материаловедам удавалось лишь в очень небольшом объеме и с примесями. Предыдущие исследования показали, что графит превращается в гексагональный алмаз при высоких температурах и ударных сжатиях, возникающих во время падения метеорита. Ученые из Цзилиньского университета (Китай) нашли «ключ», проведя высокоразрешающую просвечивающую электронную микроскопию и теоретические расчеты. Они выяснили, что трансформация начинается с образования зародышей алмаза, которые затем растут внутри графитовой матрицы. Результаты работы физики опубликовали в журнале Nature.
Получить сравнительно крупный — диаметром один миллиметр и толщиной 70 микрометров — образец китайским ученым удалось путем сжатия и нагревания высококачественных монокристаллов графита в сочетании температуры 1400 градусов Цельсия и давления 30 гигапаскалей, что почти в 300 тысяч раз больше атмосферного. При этом чистота оказалась почти 100-процентной.
Как отметили авторы научной статьи, в течение последних шести десятилетий синтез гексагонального алмаза был одним из главных направлений в материаловедении из-за его потенциала в прикладных областях. Новое исследование создает теоретическую и экспериментальную основу для перспективного применения лонсдейлита в создании сверхтвердых материалов и высокотемпературных технологиях.
Telegram 
Дзен 
VK Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Полифенолы и другие соединения заваренного кофе в лабораторной модели связывались с ядерным рецептором NR4A1, который участвует в ответе клеток на стресс, воспаление и повреждение. Вещества меняли активность рецептора и тормозили рост опухолевых клеток, а при подавлении рецептора эффект слабел. Ученые предложили молекулярное объяснение части полезных эффектов кофе, но не проверяли их у людей.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
На границе возможностей оптоволокна лазерный пучок самоорганизовывается в мощный, сфокусированный луч-иглу. Параметры этого излучения таковы, что позволяют в реальном времени без дополнительных ухищрений рассматривать клеточные процессы.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии