• Виктор
  • Статьи
  • 1 мин. чтения

Ученые научились создавать алмазы пониженной хрупкости


©Jared Tarbell, Flickr / Автор: Наталья Федосеева

Алмаз — самый твердый минерал в природе. Однако оборотной стороной этого полезного свойства оказывается хрупкость: алмазом легко оставить царапину на стекле или стали, но его так же легко разбить сильным ударом. Теперь команда ученых из Китая и США продемонстрировала метод получения не таких хрупких алмазов. Об этом они пишут в новой статье, опубликованной в журнале Nature.

Твердость и хрупкость алмазу придает высокая структурная упорядоченность расположения атомов углерода в его кристаллической решетке. Она сохраняется и на ближнем порядке, на расстояниях, сопоставимых с размерами самих атомов, и на неограниченном дальнем порядке. Чтобы придать алмазу не столь высокую хрупкость без потери твердости, ученые решили получить структуру, которая сохраняет порядок на ближних и средних дистанциях, но дальнего порядка лишена. Такие структуры называют паракристаллическими.

Слева — кристаллическая структура алмаза, справа — паракристалл / ©Hu Tang

Для их получения Говард Шэн (Howard Sheng) из Университета Джорджа Мейсона и его соавторы внесли изменения в традиционный метод создания искусственных алмазов. Обычно их получают из углерода, который подвергается чрезвычайно сильному сжатию при очень высокой температуре. Чтобы лишить готовый кристалл дальнего порядка, но сохранить ближние, в исходный «рецепт» добавили фуллерены — сложные органические молекулы, имеющие формы полых сфер, составленных углеродными многогранниками.

Исходные материалы нагревали до 900-1300 °С и подвергали давлению до 27-30 гигапаскалей (для сравнения, стандартное атмосферное давление составляет 100 килопаскалей — в десятки тысяч раз ниже). Оказалось, при таких условиях микросферы фуллеренов коллапсируют, словно лопнувшие шарики, встраиваясь в структуру минерала. Это приводит к ослаблению дальнего порядка в кристаллической решетке и делает ее не такой хрупкой.

Заметим, что уровни давления и нагревания, необходимые для нового метода, оказались даже ниже, чем обычно требуется для создания искусственных алмазов. Впрочем, не так давно ученые научились получать их даже при комнатной температуре.


Source: https://oaoo.ru/nauka/ychenye-naychilis-sozdavat-almazy-ponijennoi-hrypkosti.html

Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
guest

Мокрая голова снизила риск летального исхода при ударе молнии

Фотография электрической вспышки над сухой моделью головы / © René Machts et al. Различают несколько видов поражения от...

Японские ученые создали светящиеся квантовые точки из рисовой шелухи

©Greg Donohue, Flickr / Автор: Ptolemocratia Acerronius Квантовые точки — одна из самых перспективных технологий микроэлектроники. Так называют...

Спад антропогенных выбросов СО2 во время пандемии никак не помешал росту его концентрации в атмосфере

Океан поглощает не менее четверти от антропогенных выбросов углекислого газа. Однако по мере потепления он будет делать это...

Физики впервые воссоздали экзотическую «частицу X» времен Большого взрыва

Детектор CMS / © Mike Procario / Flickr / Автор: Павел Сорокин Прежде чем сформировать стабильные частицы —...

Физики открыли новый вид магнетизма

© pinterest / Автор: Godefridus Victorinus Магнетизм — свойство, которым обладают одни материалы и не обладают другие. Это...

Проведено прямое измерение массы нейтрино с беспрецедентной точностью

Внутри большого электростатического спектрометра Тритиевого нейтринного эксперимента в Карлсруэ (KATRIN) / ©Michael Zacher/KIT / Автор: Ирина Мельникова Нейтрино...

Почему во Вселенной нет антивещества? Ответ может дать космологический коллайдер

Карта температур реликтового излучения, синий и красный цвета отражают разницу температуры в 18 миллионных долей градуса. Для объяснения...

Меньше точности, больше удобства: хронометристы отказались от «лишних» секунд

Точность международного времени требует постоянной корректировки часов / © wikipedia.org / Автор: Иван Беляев Подобно тому, как к...

Китайские физики добились несомненного квантового превосходства

Juizhang вблизи. / © Chao-Yang Lu/University of Science and Technology of China / Автор: Анастасия Кожевникова Квантовым превосходством...

Microsoft закупила энергию от термоядерного реактора с 2028 года

Стартап разрабатывает весьма необычный типа термоядерного реактора / ©Helion Energy / Автор: Lampronia Auxilius Американский стартап Helion Energy...

Ученые втрое понизили давление высокотемпературного сверхпроводящего перехода легких гидридов

Камера с алмазной наковальней, в которой физики исследовали образец кристалла / Snider, Dias et al., Nature, 2020 /...

Ученые создали алмазные капсулы высокого давления и запечатали в них кристаллический аргон

Иллюстрация удержания и исследования фаз высокого давления в виде включений в нанокристаллическом алмазе / © Charles Zeng /...

Для будущего токамака собрали магнит рекордной мощности

Магнит из высокотемпературного сверхпроводника: вид сверху / ©Gretchen Ertl, CFS, MIT-PSFC, 2021 / Автор: Telestis Scaevinius Управляемый термоядерный...

Опоздав на 10 лет, США, наконец, «зажгли плазму». Но выиграли от этого военные, а не термоядерная энергетика

Вакуумная камера National Ignition Facility. В отличие от токамаков и других термоядерных реакторов с магнитным удержанием плазмы, тут...

Падение антиматерии «закрыло» антигравитацию

Часть установки ALPHA-g, использованной в новом эксперименте / © CERN / Автор: Plinia Abito Принцип слабой эквивалентности сил...

Новая модель распространения эпидемии учла совместное пребывание группы людей в одном месте

За каждый промежуток времени индивидуум проводит разное время τ в каждой локации. Вероятность заражения θ в определенном месте...

Крошечные подводные дюны могут рассказать о формировании рельефа Марса

© Flickr / Автор: Дмитрий Жуков Ученые из Университета Кампинас (Бразилия) и Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (США) подробно...

Новый материал позволит физикам ловить гравитационные волны ежедневно

Стекло с нанесенным покрытием из оксидов титана и германия / © Caltech / Автор: Иван Беляев С момента...

Ученые наблюдали новое квантовое состояние при комнатной температуре

Структура топологического изолятора из бромида висмута/ © Shafayat Hossain and M. Zahid Hasan of Princeton University / Автор:...

Новое устройство поможет проводить самые маломасштабные измерения силы гравитации

Все материальные объекты обладают собственным гравитационным притяжением, независимо от того, насколько они малы / © Karl Dolenc, BeholdingEye,...