Създаден е кристал по-твърд от диамант (видео)

Учени синтезираха чист кристал лонсдейлит - въглероден минерал, който може да реже дори диамант. 

Физиците от Австралийския национален университет успяха да направят в лаборатория кристал лонсдейлит при сравнително ниски температури с по-проста технология, което ще помогне са внедраването в бъдеще на синтеза на свръхтвърди диаманти за минната промишленост.

Изследването е публикувано в Scientific Reports

Диамантът се смята за най-твърд, но негов близък аналог, наречен лонсдейлит (Lonsdaleite), е още по-твърд. Това е също въглероден кристал, но не с кубична решетка, а с шестоъгълна.

Според някои оценки, изнесени в списание Physical Review Letters, този кристал трябва да е повече от 1,5 пъти по-твърд от обикновените диаманти и може да го реже. Лонсдейлитът се разрушава при налягане 152 GPa, а диамантите се разрушават при налягане от 97 GPa.

^{Природен лонсдейлит. Снимка: Steven Universe Fanon Wikia}

Но се среща много рядко в природата, най-често в метеоритни кратери и при това няма нужната чистота на структурата. 

Не е лесен и изкуственият синтез на този изключително полезен минерал. Необходимостта да се уплътни графита под огромно налягане и огромни температурата (около хиляда градуса по Целзий) прави процеса труден, скъп и неизгоден - и не дава кристал с желаната чистота - получава се по-скоро дефектен диамант с нарушена структура на кубичната решетка. Едни и същи резултати има ако се използва и графит, и кубичен диамант като изходен материал. 

Учените са опитвали досега да постигнат успех като пресъздадат условията в в метеоритните кратери - огромно налягане от 170 GPa и температура от повече от 6000° С. 

Австралийските учени предлагат по-прост подход към синтеза на чист лонсдейлит при сравнително ниски температури. За да направят това, те използват диамантена наковалня, в която между два диаманта се закрепва образец от аморфен въглерод. 

В рамките на два часа той се загрява до 400 градуса по Целзий и е под налягане 112 GPa (1000 атмосфери). След това изследователите отстраняват материала от наковалнята и го проверяват.

Според авторите, получен е нанокристал с хексагонална решетка с висока чистота. В бъдеще, процесът може да бъде подобрен, за да се получат по-големи кристали за промишлена употреба.

За първи път са открити доказателства за съществуването на природен лонсдейлит през 1967 г. при проучване на останките от метеорита Каньон Диабло (Canyon Diablo) в Аризона. По-късно такива кристали са намерени и на мястото на катастрофата на Тунгуския метеорит. 

^{Каньон Диабло}

Още по темата

01/12/2015

Физика

Открита е нова форма на въглерод, от която се произвеждат диаманти при стайна температура

06/05/2015

Животът

Растения показват къде има диаманти под земята