Стеклообразный углерод превратили в аморфного конкурента алмаза

Кристаллическая ячейка алмаза. Иллюстрация пользователя Anton с сайта wikipedia.org

Ученые из Института Карнеги обнаружили новый вид углерода, не уступающий по твердости алмазу. Отличительной его особенностью является аморфность, то есть атомы вещества не организованы в кристаллическую решетку, как у того же алмаза, а располагаются в целом хаотически. Статья ученых появится в журнале Physical Review Letters, а ее краткое изложение приводится в пресс-релизе института.

Исследователи стартовали со стеклообразного углерода - материала, впервые полученного в 50-х годах прошлого века, который сочетает в себе качества стекла и графита. Микроскопический кусок этого материала на специальной установке они подвергли воздействию давления, в 400 тысяч раз превышающего атмосферное. Полученный материал был аморфным - это ученые установили при помощи рентгеновской спектроскопии. Кроме этого, после снятия давления он возвращался к форме стеклообразного углерода.

Чтобы проверить материал на твердость, ученые сжали небольшой шар стеклообразного углерода под давлением в 600 тысяч атмосфер по одному направлению. При этом по другому направлению материал выдерживал давление в 1,3 миллиона атмосфер со стороны специального наконечника. По словам ученых, подобная твердость характерна для алмазов.

Отдельно отмечается, что новый материал может пригодиться для создания сверхтвердых наковален для приборов, которые используются при экспериментах с высокими давлениями. Отличительной особенностью нового материала является изотропность - то есть твердость в данном направлении не зависит от того, как это направление соотносится с кристаллической решеткой материала, как, например, у того же алмаза.

Согласно теоретическим расчетам, самый твердый материал - специально обработанный лонсдейлит. К такому выводу ученые пришли в вышедшей в феврале 2009 года статье в журнале Physical Review Letters. Открытие было сделано во время изучения необычно высокой твердости вюртцитного нитрида бора, обнаруженной в практических тестах.