Международная группа ученых получила в лаборатории минерал лонсдейлит — аллотропную модификацию углерода, которая благодаря особенностям строения кристаллической решетки выдерживает в десятки раз большее давление, чем обычный алмаз.
Ученые получили кристалл на 58% прочнее алмаза
Алмазная наковальня, с помощью которой удалось получить сверхпрочный кристалл

В природе лонсдейлит встречается крайне редко: до сих пор его находили только в кратерах метеоритов, где он образовался во время столкновения космического «гостя» с поверхностью Земли. Нужные для образование лонсдейлита титаническое давление и температуру удалось получить в лаборатории в 2004 году. Тогда ученым понадобилась температура в 1000 °C и давление в 128000 атмосфер. Последующие эксперименты ненамного снизили технические требования к процессу: чтобы получить крошечные кристаллы лонсдейлита, приходилось разогревать установку не меньше чем до 800 °C.

Алмаз и лонсдейлит Thomas. B. Shiell et al. / Scientific Reports В оболочке из рутения на схеме показаны алмаз и лонсдейлит, полученные при 400 °C.

Кристаллическая решетка алмаза состоит из кубов; у лонсдейлита же в основе лежатмногогранники, каждая сторона которых имеет шесть углов. Давление иначе распределяется между атомами, лежащими в узлах шестигранника, и структура оказывается (по расчетам) почти на 60% прочнее алмаза. Лонсдейлит может сослужить хорошую службу везде, где приходится иметь дело с очень твердыми и неподатливыми материалами — например, в горно-добывающей промышленности.

Алмаз и лонсдейлит под электронным микроскопом Thomas. B. Shiell et al. / Scientific Reports Алмаз и лонсдейлит под электронным микроскопом

Лонсдейлит, который получился у Джоди Брэдби и ее коллег на этот раз, потребовал вдвое меньшей температуры. Нагретые всего до 400 градусов алмазные наковальни, между которыми был зажат специально подготовленный графит, плотно прижали друг к другу. На выходе получился кристалл, имеющий в центре кубическую кристаллическую решетку, а по краям — гексагональную.

Лонсдейлит в рамановском спектроскопе Thomas. B. Shiell et al. / Scientific Reports Рамановский спектроскоп использует различную способность веществ к рассеянию монохроматического света. Поэтому разная кристаллическая структура алмаза (голубой) и лонсдейлита (красный) в снимке, сделанном при помощи рамановского спектроскопа, окрашены в разные цвета.

Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.