Алмаз и лонсдейлит получили при комнатной температуре
В природе алмаз и лонсдейлит встречаются не так часто, как хотелось бы. А для их синтеза сегодня требуются высокие температуры и сопряженные с этим финансовые затраты. Теперь исследователи смогли получить эти материалы при комнатной температуре и высоком давлении
В природе алмазы обычно формируются в течение миллиардов лет на глубине примерно 150 километров в недрах Земли, при высоком давлении и температуре выше 1000°C. Ранее для получения алмазов и других форм углерода с высокой твердостью ученые имитировали природные процессы, создавая высокие давления и температуры для синтеза материалов.
Новое исследование показывает, что достигать таких высоких температур вовсе не обязательно. Физики впервые научились получать алмаз и его модификацию — лонсдейлит — при комнатной температуре. Правда, для такого синтеза потребовалось использовать высокое давление — порядка 80 гигапаскаль. Чтобы выяснить механизмы роста таких материалов ученые использовали самые передовые методы электронной микроскопии.
Ученые показали, что такие высокие давления создают высокие сдвиговые напряжения внутри структуры углерода. Напряжения заставляют атомы углерода сдвигаться друг относительно друга. В конечном итоге в результате такого сдвига формируется кристаллическая решетка алмаза или лонсдейлита.
Этот синтетический процесс занимает всего несколько минут, поэтому с его помощью можно получать большое количество редких углеродных материалов за короткий промежуток времени. Лонседейлит в природе встречается очень редко, но тем не менее, этот материал перспективен для различных применений. До сих пор его практическое использование ограничивалось сложностью синтеза.