Смесь смятых огромным давлением сферических молекул углерода в углеводородном растворителе стала первым известным нам гибридным материалом — одновременно кристаллическим и аморфным. При этом твердости ему достаточно для того, чтобы с легкостью царапать поверхность алмаза.

Слева — исходное состояние материала, включающее сферические 60-атомные фуллерены в диметилбензоле. Справа — сверхтвердая форма, образовавшаяся под огромным давлением
Поцарапанная алмазная наковаленка

Материал, созданный группой профессора Энди Мао (Wendy Mao), начинается со сравнительно недавной открытой формы углерода, шарообразных соединений фуллеренов, погруженных в органический растворитель диметилбензол. Эту смесь помещают в камеру с алмазными наковальнями и подвергают воздействию невероятно высокого давления, до 600 тыс. атмосфер.

Такая камера представляет собой пару сближающихся плоскостями алмазов, между которыми сдавливается небольшое количество исходного вещества. Прозрачность алмазов позволяет использовать лазеры и рентгеновские лучи для непосредственного наблюдения за всеми превращениями, которые претерпевает образец под огромным давлением. Впрочем, новый материал сохранял сверхпрочные свойства даже после того, как давление вернулось к норме.

«Хотя пока что мы не исследовали его свойства непосредственно, мы можем точно сказать, что материал исключительно твердый, поскольку он поцарапал поверхность алмаза в камере, — говорит профессор Мао, — Теперь мы приступим к его всестороннему изучению. Если свойства вещества будут достаточно перспективными, будем искать экономически оправданные методы его производства — камера высокого давления с алмазными наковальнями для промышленности не подходит никак».

Впрочем, интересен этот материал и для «чистой» науки: разрушенные сферы фуллеренов в нем образуют регулярные структуры, характерные для кристаллов. Таким образом, в нем сочетаются и аморфные, и кристаллические черты. Возможно, свою роль в этом играет растворитель, стабилизирующий аморфные компоненты в кристаллической структуре — впрочем, вопрос этот еще предстоит исследовать.

По пресс-релизу SLAC National Accelerator Laboratory