Чим твердіше і рідше кристал, тим він цінніше. Чи не так?
Діаманти мають унікальну привабливість як спосіб продемонструвати статус, бажаність і нестримний матеріальний надлишок. Але надміцний мінерал також використовується на вістрях ріжучих інструментів, надпотужних свердел, а також, як промисловий абразив. Але тепер вчені викували кристал, який за своїми властивостями навіть перевершує діаманти вашої мрії.
Група дослідників розробила матеріал під назвою лонсдейліт, який також називають гексагональним алмазом, у достатній кількості для вивчення та аналізу. Згідно з нещодавнім дослідженням, опублікованим в журналі Physical Review Letters, команда виявила, що він міцніший за алмаз.
Іншими словами, алмази незабаром можуть бути перевершені чимось твердішим.
Діамант. Зображення: BlackJack3D / iStock
Лонсдейліт твердіший за звичайні алмази
“Алмаз – дуже унікальний матеріал, – сказав директор Інституту фізики удару Йогендра Гупта (Yogendra Gupta), який також є автором дослідження, в репортажі SciTech Daily. “Він не тільки найтвердішій – він має прекрасні оптичні властивості і дуже високу теплопровідність. Тепер ми створили гексагональну форму алмазу, отриману в результаті експериментів з ударного стиснення, яка є значно жорсткішою і твердішою, ніж звичайні ювелірні алмази”. Дослідницька група Гупти використовувала стиснений газ і порох для запуску графітових дисків розміром з десятицентову монету в прозорий матеріал. Зі швидкістю 15 000 миль/год (24 140 км/год).
І коли графітові диски вдарялися, ударні хвилі перетворювали їх на лонсдейліт. Міцність новоутвореного матеріалу була виміряна за допомогою звукових хвиль, які швидше проходять через більш жорсткий (або щільніший) матеріал. Одразу після удару по дисках вчені створили невелику звукову хвилю і відстежили її рух через алмаз за допомогою лазерів. Дані чітко показали, що лонсдейліт є більш жорстким, ніж алмаз.
Кристалічні гратки кубічного алмазу та гексагонального лонсдейліту мають різне розташування атомів. Зображення: dawn.com
Розробка шестикутних алмазів може відкрити нові шляхи для “сталої розкоші”
Після подальшого аналізу вчені виявили, що лонсдейліт на 58% міцніший за діамант – це побиття рекорду. Але якщо ви турбуєтеся про заміну фамільних діамантів, не варто. Лонсдейліт залишався стабільним лише кілька коротких наносекунд, перш ніж високошвидкісний удар повністю зруйнував дорогоцінний камінь. Однак, якщо Гупта та його дослідницька група знайдуть спосіб продовжити існування шестикутного діаманта, він може потіснити діаманти за своїм статусом. “Якщо колись ми зможемо їх виробляти і полірувати, я думаю, вони будуть більш затребуваними, ніж традиційні кубічні діаманти”, – сказав він у доповіді. Якби хтось сказав вам: “Послухайте, я дам вам на вибір два діаманти: один з них набагато рідкісніший за інший”. Який би ви обрали?”
І це може стати додатковим стимулом для того, щоб зробити ці надтверді супер-діаманти альтернативою масовому виробництву. У травні 2021 року найбільший у світі ювелірний концерн Pandora оголосив про припинення продажу видобутих діамантів, плануючи перейти на використання виключно діамантів, виготовлених у лабораторіях. На папері це дійсно чудово, оскільки видобуток алмазів у кращому випадку є етично сумнівним. Але, хоча вирощені в лабораторії діаманти можуть зменшити вплив на навколишнє середовище при виробництві дорогоцінних каменів, лабораторний метод часто все ще використовує вугілля для виробництва електроенергії. Тому такі виробники діамантів, як Diamond Foundry в США, прагнуть перейти на виробництво з нульовим рівнем викидів, що працює на гідроенергії. Але якби ми могли обирати між екологічно чистими звичайними діамантами, вирощеними в лабораторіях, і шестикутними діамантами з більшою жорсткістю і стійкістю, більше людей віддали б перевагу останнім.
Пов'язані публікації:
17 дивовижних фактів про хімію, які вразять вас
Новий завод з вилучення вуглецю уловлюватиме 1 мільйон тонн на рік
§18. Фізичні властивості речовин
§2. Алотропні модифікації
§16. Загальні відомості про металічні елементи та метали
Фотосинтез без рослин став реальністю. І це може зробити можливим життя на Марсі
