Китайские ученые создали необычную форму алмаза: он тверже, чем настоящий

Китайские ученые заявили о том, что им удалось создать чистые образцы гексагонального алмаза. Это сверхпрочная форма алмаза, существование которой ставится под сомнение некоторыми учеными. Считается, что она встречается в метеоритах, образовавшихся из распавшихся карликовых планет, сообщает Live Science.

ВАС ЗАИНТЕРЕСУЕТ

Алмазы из Южной Африки продемонстрировали «почти невозможную» химию

Природный алмаз, также называемый кубическим алмазом, долгое время считался самым прочным материалом на Земле. Шкала твердости Мооса, оценивающая сопротивление минералов царапинам, использует алмаз в качестве верхнего предела. Он называется кубическим алмазом из-за аккуратного расположения атомов углерода в кубической структуре. В гексагональном же алмазе атомы углерода организованы в форме шестиугольников, которые напоминают соты.

В 1962 году исследователи из Питтсбургского угольного исследовательского центра выдвинули теорию о том, что слои атомов углерода, составляющие алмаз, могут быть организованы в гексагональную, а не кубическую решетку, благодаря тому, как углерод образует связи с другими атомами углерода. В 1967 году исследователи обнаружили в лаборатории гексагональный алмаз — или лонсдейлит — и предположили, что он может быть тверже кубического алмаза.

Подобные алмазы искали в особом типе метеоритов, которые называются уреилитами, они образуются из мантии разбившихся карликовых планет. О первых обнаружениях гексагональных алмазов в природе сообщалось в статье 1967 года: три метеорита Каньон-Диабло (фрагменты астероида, образовавшего большой кратер в Аризоне) с примерно 30% гексагональной и 70% кубической алмазной фазы, а также метеориты Гоалпара (найденные в Ассаме в Индии) содержали небольшое количество гексагонального алмаза.

Вместе с тем, не все ученые были согласны с существованием лонсдейлита из Каньона Диабло. Некоторые исследователи считают, что доказательства его существования можно объяснить дефектами кубического алмаза, хаотично расположенными в кристаллической решетке, и не были уверены в обнаружении лонсдейлита в предыдущих исследованиях. Но последующие исследования обнаружили лонсдейлит в метеоритах и ​​лабораторных образцах, включая исследование 2025 года, в котором были получены небольшие количества этого минерала в лабораторных условиях.

Проблема идентификации лонсдейлита заключается в отсутствии чистых образцов. Во многих случаях они смешаны с кубическим алмазом, графитом и другими минералами. А это делает практически невозможным изучение уникальных свойств такого алмаза.

В ходе же нового исследования ученые смогли создать несколько образцов чистого гексагонального алмаза диаметром около 1,5 миллиметров. А это достаточно много, чтобы измерить материальные свойства образцов. Исследователи обнаружили, что гексагональный алмаз одновременно жестче и тверже, чем кубический алмаз, и гораздо лучше противостоит окислению. Это означает, что гексагональный алмаз может выдерживать гораздо более высокие температуры, не загрязняясь при этом кислородом, что важно, например, при бурении.

Исследование также стало доказательством того, что гексагональный алмаз является реальным материалом. Согласно исследованию, «структурный и спектроскопический анализы, подкрепленные крупномасштабными молекулярно-динамическими моделями, однозначно подтверждают идентичность HD (гексагонального алмаза)».

Ранее ученые впервые создали совершенно новую форму льда, который остается твердым при комнатной температуре. Новую фазу, получившую название лед XXI, исследователи получили путем сверхсжатия воды между двумя алмазами.