Синтезовано надтвердий матеріал, міцніший за алмаз

Науковці з двох китайських університетів здійснили прорив у матеріалознавстві, синтезувавши в лабораторних умовах надтвердий матеріал — лонсдейлит, який перевершує за своїми властивостями звичайний алмаз. Цей матеріал, названий на честь кристалографа професорки Кетлін Лонсдейл, має гексагональну структуру на відміну від кубічної структури звичайного алмазу.

Історія дослідження лонсдейліту почалася ще в 1891 році, коли вчені виявили «тверді частинки» в метеориті каньйону Диябло в Арізоні. Лише у 1939 році було підтверджено, що ці частинки являють собою суміш алмазів, графіту та раніше невідомої речовини, яку згодом назвали лонсдейлітом.

Китайським дослідникам вдалося розробити метод синтезу цього матеріалу, використовуючи особливі умови тиску та температури. Ключовим моментом у процесі синтезу стало створення проміжних постграфітових фаз, де міжшарові зв'язки фіксують певне розташування атомів, що сприяє формуванню гексагональної структури. Вчені також встановили, що наявність температурного градієнта є критично важливою для успішного синтезу.

Теоретичні розрахунки показують, що лонсдейліт може витримувати приблизно на 58% більше механічного навантаження порівняно зі звичайним алмазом. Це відкриває широкі перспективи для промислового застосування матеріалу. Крім того, дослідження механізму синтезу лонсдейліту допомагає краще зрозуміти процеси формування природних надтвердих матеріалів.

У природі лонсдейліт зустрічається надзвичайно рідко, оскільки для його утворення потрібні специфічні умови, які майже неможливо знайти у земних надрах. Саме тому успішний синтез цього матеріалу в лабораторних умовах має таке велике значення для науки та промисловості.

Результати дослідження опубліковані в престижному науковому журналі Nature Materials. Науковці зазначають, що відмінна термічна стабільність та надвисока твердість синтезованого матеріалу відкривають нові можливості для його застосування в різних галузях промисловості, включаючи розробку нових надпровідників та створення надміцних інструментів.