Исследователи в Китае впервые смогли создать в лаборатории чистые образцы минерала лонсдейлита – также известного как гексагональный алмаз – редкого варианта сверхпрочного алмаза, обнаруженного в метеоритах с разрушенных карликовых планет. Об этом пишет портал livescience.com.
Природный алмаз, также называемый кубическим алмазом из-за аккуратного расположения атомов углерода в кубической структуре, долго считался самым твердым природным материалом на Земле. И даже шкала твердости Мооса, оценивающая устойчивость минералов к царапинам, использует алмаз в качестве верхнего предела шкалы. В отличие от него, гексагональный алмаз организует атомы углерода в решетку из шестиугольников, подобно сотам.
Неуловимый минерал
Изначально гексагональный алмаз – или лонсдейлит - находили в особом типе богатых алмазами метеоритов, которые образуются из мантии разбившихся карликовых планет. Первые обнаружения гексагонального алмаза в природе были задокументированы в статье 1967 года - три метеорита Каньон-Диабло с примерно 30% гексагональной и 70% кубической алмазной фазы, и метеориты Гоалпара (найденные в Ассаме, Индия), которые содержали небольшое количество гексагонального алмаза.
Самая большая проблема в идентификации лонсдейлита – это отсутствие чистых образцов; во многих случаях он смешан с кубическим алмазом, графитом и другими минералами. Это затрудняет – или даже делает невозможным – тестирование и измерение его уникальных свойств.
Решение проблемы
В новом исследовании, опубликованном 4 марта в журнале Nature, команда китайских ученых объявила о решении этой проблемы, создав несколько образцов чистого гексагонального алмаза диаметром около 0,06 дюйма (1,5 миллиметра) – достаточно больших, чтобы измерить материальные свойства образцов.
Команда обнаружила, что гексагональный алмаз одновременно жестче и тверже, чем кубический алмаз, и что он гораздо лучше противостоит окислению, чем кубический алмаз. Исследование также предоставляет важные доказательства того, что гексагональный алмаз является реальным материалом.
Для получения образцов исследователи сжимали очень упорядоченный графит (графит с аккуратно расположенными атомами углерода) в течение 10 часов при давлении 20 гигапаскалей, что примерно в 200 000 раз превышает атмосферное давление Земли на уровне моря, и подвергали их воздействию температур от 1300 до 1900 градусов по Цельсию. При более высоких температурах и давлениях лонсдейлит начинал превращаться в кубический алмаз.
Этот неуловимый материал "имеет потенциальные применения во многих областях, например, в режущих инструментах, в материалах для терморегулирования и в квантовом зондировании", – заявил в статье в Nature Чонг-Синь Шань, соруководитель нового исследования.
Ранее команда ученых из Австралии сумела получить водород из морской воды и солнца.
