Предложен вариант структуры, которую имеет уникальная форма углерода, образующаяся лишь при колоссальных давлениях.
Проблемы аллотропии: Слишком много кандидатов
Самые известные аллотропные модификации углерода

Аллотропные модификации углерода удивительно разнообразны. Одни и те же безликие атомы, организуясь в различные структуры, порождают материалы, совершенно непохожие друг на друга — твердый прозрачный алмаз и хрупкий черный графит, плоский графен, сворачивающийся в тончайшие нанотрубки, и фуллерены, напоминающие футбольные мячи.

Но и этим все разнообразие не исчерпывается: существуют и еще более экзотические формы. А не так давно появились свидетельства тому, что уже при комнатной температуре колоссальные давления порядка 10 ГПа способны создавать еще одну необычную аллотропную форму углерода. Практически изучать что-либо при подобных давлениях крайне непросто, и до сих пор относительно нее неясно очень многое — и в том числе главное: в какую именно структуру должны организоваться атомы углерода, чтобы приобрести эти свойства? Возможные варианты их соединения неисчислимы, так что в них недостатка нет.

Со своей гипотезой на эту тему выступили недавно швейцарские ученые из группы Штефана Гёдекера (Stefan Goedecker): свой вариант они назвали углерод-М10. Обсчитав эту структуру с помощью сложных компьютерных моделей, авторы показали, что она формируется именно при нужных условиях. При давлении выше 14 ГПа она более стабильна, чем графит, а по твердости приближается к алмазу — и, кстати, относится к тому же sp3-типу, что и алмаз. Также, с помощью компьютера, ученые симулировали рассеяние рентгеновских лучей на этой модификации углерода, получив дифракционную картинку, хорошо совпадающую с полученной ранее в реальных экспериментах.

Стоит заметить, что углерод-М10 — лишь один из кандидатов, предложенных на эту роль. Другие альтернативы зачастую выглядят не менее убедительно, и симуляция рентгеновской дифракции для них тоже неплохо согласуется с реальными данными. Некоторые варианты по‑своему даже более привлекательны — например, гипотетический z-углерод при высоких давлениях термодинамически более стабилен. Окончательное слово в выборе правильной версии — за экспериментами.

По сообщению MIT Technology Review / Physics ArXiv Blog