При высокой температуре и под высоким давлением рождается алмазный аэрогель — удивительный и очень перспективный материал.

Алмазный аэрогель получен с помощью микроскопической наковаленки между парой твердых алмазов
Наковаленка позволяет сжать образец до 3,6 млн атмосфер при комнатной температуре

Аэрогели — класс материалов, открытый совсем недавно и отличающийся целым рядом удивительных свойств — высокой твердостью и жаропрочностью, рекордной низкой плотностью и теплопроводностью. В общем-то, они представляют собой гели, только роль жидкости в них исполняет газ. Аэрогели на основе различных веществ уже успели найти себе применение: они используются в качестве «губки», улавливающей космическую пыль в составе космических зондов, в качестве газовых и жидкостных фильтров и даже в качестве взрывчатого вещества. Но это только начало: считается, что замечательные свойства аэрогелей в будущем сделают их очень популярными в огромном количестве областей.

Аэрогелям посвящена и новая работа американских исследователей, которым впервые удалось получить подобный материал на основе алмаза. Для этого авторами была сконструирована миниатюрная наковаленка из пары противолежащих алмазов — крохотный образец материала между ними может сжиматься под огромным давлением, до 3 млн атмосфер и даже выше. (К слову, такие условия существуют в раскаленных глубинах планет, где создаются материалы, невозможные при привычных нам условиях.) Прозрачные алмазы наковаленки позволяют лазерному лучу свободно проникать до образца и, фокусируясь на нем, параллельно нагревать его до тысяч градусов.

В таких условиях и был получен алмазный аэрогель, материал с крайне малой плотностью — всего 40 мг/см3, т. е. примерно в 40 раз плотнее воздуха. При температуре 1230 ОС и 200 тыс. атмосфер обычный аэрогель из атомов углерода, заполненный неоном, меняет свою структуру. Частицы углерода выстраиваются в кристаллическую решетку, характерную для алмаза — появляется новый материал.

Этот аэрогель может найти применение в сверхточной оптике, в качестве просветляющего покрытия на поверхности линз, увеличивающего светопропускание оптической системы. Система эта может быть какой угодно, от мощных научных телескопов до обыкновенных очков — эффективность ее будет увеличена.

Читайте также: «Небо в алмазах».

По пресс-релизу LLNL