• 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

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,...

Мимоза подсказала идею материала, способного к пассивному охлаждению и нагреванию

©Sten, Wikimedia Commons / Автор: Pinaria Caprarius Глобальные изменения климата усиливают многие экстремальные погодные явления. Волны жары и...

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...

Ученые объяснили необычное поведение капель воды на покрытой маслом поверхности

©Kripa Varanasi, Victor Leon, MIT / Автор: Наталья Федосеева Капля воды легко и быстро «скользит» по раскаленной поверхности...

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...

Инженер из США придумал, как создать прототип варп-двигателя в микрометровом масштабе

Схема эксперимента-прототипа варп-двигателя с полостью Казимира в центре / ©Limitless Space Institute / Автор: Михаил Григорьев Научная статья,...

Удачный эксперимент на новосибирском электрон-позитронном коллайдере отодвинул границу «новой физики»

Комплекс ВЭПП-4 – ВЭПП / ©ИЯФ СО РАН / Автор: Messiena Lucretius Специалисты из Института ядерной физики имени...

Китайские инженеры научились добывать водородное топливо из морской воды

©Nanjing Tech University / Автор: Caristania Fabricius Водород считается одним из самых перспективных видов топлива будущего. Его сжигание...

Ученые узнали, почему так приятно разжевывать шоколад

Ученые узнали, почему так приятно разжевывать шоколад / ©Getty images / Автор: Иван Беляев Шоколад любит большинство россиян....

Китайские физики получили рекордно мощное постоянное магнитное поле

Гибридный магнит в Хэфэе / ©SHMFF / Автор: Euclio Drusus Установка постоянного высокого магнитного поля (Steady High Magnetic...

Ученые узнали, почему сосульки покрыты «рябью»

Сосульки / ©Getty images / Автор: Regulus Tremerus Не все знают, но сосульки бывают довольно разнообразной формы, в...

Физики выяснили, как лучше всего останавливать песчаные дюны

© Shena Tschofen / flickr / Автор: Cloelia Andronicus По мере расширения пустынь песчаные дюны все больше угрожают...

В погоне за миллионом кубитов

C. Lackner / Ars Electronica (CC BY-NC-ND) / Автор: Ptolemocratia Acerronius (Продолжение. Начало см. тут: 1, 2). В...

Физики решили парадокс Леонардо, описавшего странное движение пузырьков

©Elīna Baltiņa, Flickr / Автор: Ирина Мельникова Художник, инженер и скульптор Леонардо да Винчи стал одной из самых...

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...

Физик посчитал количество информации в видимой Вселенной

© Anders Sandberg / flickr / Автор: Pinaria Caprarius О том, как измерить Вселенную с точки зрения содержащейся...

От тестирования космической электроники до лечения рака: ренессанс старого ускорителя

Линейный ускоритель протонов в ИЯИ РАН в Троицке /©Елена Либрик, Научная Россия / Автор: Euclio Drusus Территория у...

Базовый принцип теории относительности выдержал новую строгую проверку

©Rémy Parot, Mira Productions, CNES / Автор: Lampronia Auxilius Если пренебречь сопротивлением воздуха, то предметы падают на Землю...

Энергия от окон: ученые изобрели почти прозрачные солнечные батареи

Небоскребы в Шанхае / ©Ermell, Wikimedia Commons / Автор: Ptolemocratia Acerronius Исследовательская группа из японского Университета Тохоку разработала...

Первые наблюдения сверхтяжелого кислорода-28 поставили под сомнение теории строения атомного ядра

Riken RI Beam Factory ускоряет тяжелые изотопы в кольцевом циклотроне, с помощью сверхпроводящих магнитов / © Riken, Nishina...