Российские ученые обнаружили, что алмазы могут образовываться при низких температурах в богатой фтором среде
Ученые ИФХЭ РАН совместно с коллегами из ИФВД РАН и ИК РАН впервые подробно изучили синтез алмаза из фторированного адамантана при высоких давлениях и температурах. Выяснилось, что в такой системе синтез алмаза возможен при экстремально низких температурах.
Исследовано поведение фторированного адамантана при давлениях 5,5 – 9 ГПа и температурах от 320 до 1300 градусов Цельсия. Эксперименты показали, что наноалмазы образовывались из фторадамантана уже при сравнительно мягких условиях — температуре 420 градусов Цельсия и давлении 5,5 ГПа. По всей видимости, зарождение наноалмазных зерен происходит посредством «сращивания» алмазоподобных молекул адамантана; атомы фтора играют роль катализатора данного процесса. При более высоких температурах возможно получение более крупных наноалмазных зерен; по всей видимости, в процессе их роста заметную роль играет массоперенос углеводородным флюидом.
Существуют два различных сценария трансформации фторадамантана в аллотропы углерода – с выделением водорода и с выделением летучих углеводородов. Эксперименты показали, что при температуре ниже 600 градусов Цельсия фторадамантан при карбонизации потерял около 25 процентов массы, что указывает на выделение водорода. При температуре выше 600 градусов потеря массы составила 40 процентов, что указывает на выделение летучих углеводородов.
При низких температурах вместе с наноалмазами также формировался неупорядоченный графит. Химически активный фтор преимущественно реагирует с sp2-гибридизированным углеродом, что способствует росту кристалла алмаза. Все синтезированные при постоянных температуре и давлении алмазы имеют наводороженную поверхность. Квантово-химические расчеты показали, что наноалмазы с химически чистой поверхностью и размером менее двух нанометров должны спонтанно превращаться в фуллерено-подобные структуры. Наводораживание поверхности делает их стабильными.
Изучение алмазообразования при умеренных температурах и давлениях в богатой фтором среде может быть интересно для понимания процессов образования природных алмазов. В алмазоносных породах нередко присутствуют фтор-содержащие соединения; однако фтор обычно не рассматривали как одного из участников процесса алмазообразования из-за его химической активности и быстрого перехода в связанную форму.
«Хотя химическая активность связанного и свободного фтора радикально различается, в ряде геохимических обстановок фтор-содержащие соединения могут катализировать образование алмаза при низких параметрах «давление-температура». Очевидно, что сложно ожидать присутствия галогенированных адамантанов в мантии Земли, однако фтор-содержащие соединения играют заметную роль в ряде мантийных процессов; известны включения фтор-содержащих минералов в природных алмазах», — сказал главный научный сотрудник лаборатории новых физико-химических проблем ИФХЭ РАН, доктор химических наук, профессор РАН Андрей Альбертович Ширяев.
Синтез наноалмазов контролируемого размера при умеренных температурах и давлениях является важной задачей для широкого спектра материаловедческих и биомедицинских задач. В частности, этим методом можно синтезировать наноалмазы с совершенной кристаллической структурой. При внесении в такой кристалл оптически и электрически активных дефектов можно превратить наноалмазы, например, в точечные источники фотонов, что представляет большой интерес для биомедицины, квантовой оптики и других областей науки.
«Наши эксперименты указывают на возможное влияние фтор-содержащих флюидов на синтез алмазов, особенно при низких температурах. Синтез наноалмазов из фторадамантана при сравнительно «мягких» условиях представляет большой интерес для фундаментального изучения и практического приложения», — подвел итог профессор Ширяев.
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Ученые Южного федерального университета исследовали новую светочувствительную молекулу и обнаружили, что она ведет себя совсем не так, как ожидалось. Благодаря необычным свойствам она может стать основой для создания умных материалов, сенсоров и лекарств, которые будут активироваться светом именно там, где нужно, например, для борьбы с опасными бактериями.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
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