Ученые научились создавать алмазы пониженной хрупкости

Ученые научились создавать алмазы пониженной хрупкости

0 11

Фуллерены помогли синтезировать кристаллическую решетку алмаза без дальней упорядоченности — не столь хрупкую, как обычно.

Алмаз — самый твердый минерал в природе. Однако оборотной стороной этого полезного свойства оказывается хрупкость: алмазом легко оставить царапину на стекле или стали, но его так же легко разбить сильным ударом. Теперь команда ученых из Китая и США продемонстрировала метод получения не таких хрупких алмазов. Об этом они пишут в новой статье, опубликованной в журнале Nature.

Твердость и хрупкость алмазу придает высокая структурная упорядоченность расположения атомов углерода в его кристаллической решетке. Она сохраняется и на ближнем порядке, на расстояниях, сопоставимых с размерами самих атомов, и на неограниченном дальнем порядке. Чтобы придать алмазу не столь высокую хрупкость без потери твердости, ученые решили получить структуру, которая сохраняет порядок на ближних и средних дистанциях, но дальнего порядка лишена. Такие структуры называют паракристаллическими.

Для их получения Говард Шэн (Howard Sheng) из Университета Джорджа Мейсона и его соавторы внесли изменения в традиционный метод создания искусственных алмазов. Обычно их получают из углерода, который подвергается чрезвычайно сильному сжатию при очень высокой температуре. Чтобы лишить готовый кристалл дальнего порядка, но сохранить ближние, в исходный «рецепт» добавили фуллерены — сложные органические молекулы, имеющие формы полых сфер, составленных углеродными многогранниками.

Исходные материалы нагревали до 900-1300 °С и подвергали давлению до 27-30 гигапаскалей (для сравнения, стандартное атмосферное давление составляет 100 килопаскалей — в десятки тысяч раз ниже). Оказалось, при таких условиях микросферы фуллеренов коллапсируют, словно лопнувшие шарики, встраиваясь в структуру минерала. Это приводит к ослаблению дальнего порядка в кристаллической решетке и делает ее не такой хрупкой.

Заметим, что уровни давления и нагревания, необходимые для нового метода, оказались даже ниже, чем обычно требуется для создания искусственных алмазов. Впрочем, не так давно ученые научились получать их даже при комнатной температуре.

Источник

НЕТ КОММЕНТАРИЕВ

Оставить комментарий