Виктор Бескрованов - доктор геолого-минералогических наук, профессор кафедры физики твердого тела Физико-технического института Северо-Восточного государственного университета, заместитель главного редактора журнала «Наука и техника в Якутии».
Вы возглавляли Научно-технологический центр алмаза Иинститута физтехпроблем Севера Сибирского отделения РАН. Существует ли он сейчас, и чем Вы занимаетесь в настоящее время?
К сожалению, Центр канул в небытие. Это произошло с безвременным уходом из жизни академика Владимира Петровича Ларионова, много сделавшего для развития алмазных исследований в Якутии. Вот уже несколько лет я работаю профессором на кафедре твердого тела Северо-Восточного физического университета.
Вы разработали принципиально новый метод исследования алмаза. В чем он заключается?
Принципиальное различие в том, что в традиционных подходах исследования природного алмаза наблюдается: во-первых, узкая специализация методов и оторванность их друг от друга; во-вторых, степень изученности алмаза не соответствовала важности и значимости его использования для практических нужд; в-третьих, отсутствие комплексного подхода к исследованию алмаза.
Суть онтогенического метода состоит в том, что он логически объединяет минералогическое и физическое направления и устраняет многие трудности, обусловленные неоднородностью кристаллов алмаза. Ведь все алмазы неоднородны и состоят из участков, физические характеристики которых (форма зон роста, электрические свойства, поглощение ИК и УФ света, люминесценция и др.) изменяются в широком диапазоне.
Главные положения метода изложены в двух изданиях монографии "Онтогения алмаза" (Москва, 1992 и Новосибирск, 2000). Ведущей идеей метода служит представление о направленном изменении всех свойств алмаза от центра кристалла к поверхности как следствие эволюции среды кристаллизации алмаза от неравновесного состояния к равновесному. Главным достоинством онтогенического подхода является выделение в объеме индивидов алмаза трех квазиоднородных пространственных областей: центральной, промежуточной и периферийной. Свойства разных областей отличаются даже в одном кристалле, в то время как свойства одноименных областей в разных кристаллах близки. Физико-механические и ювелирные различия областей проявляются при изготовлении бриллиантов, инструментов и изделий на основе алмаза.
Использование онтогенического метода позволило сместить акцент исследования алмаза от изучения целых неоднородных кристаллов к исследованию их отдельных гомогенных частей и выявить новые ранее неизвестные свойства алмаза. Алмазы разных месторождений отличаются разным сочетанием онтогенических областей. В процессе развития отдельный кристалл мог остановиться в росте. И тогда образовались индивиды, имеющие только центральную область - это мелкие алмазы из россыпей Украины, мелкие алмазы из кимберлитовых трубок, большая часть кристаллов из кимберлитовых жил, поликристаллы борт, баллас и карбонадо. Кристаллы, образованные центральной + промежуточной областями представлены россыпными алмазами Урала, Бразилии, северных россыпей Якутии и лампроитов Западной Австралии. Такие кристаллы преобладают и в общей массе кимберлитовых алмазов. Наши исследования позволили установить, что они представлены и алмазами гигантами. Все три области имеют только часть кристаллов из кимберлитовых трубок, среди которых следует отметить трубку «Мир».
Онтогенический метод обладает хорошими прогнозными свойствами. Любопытна следующая аналогия. Статистическое изменение свойств алмаза с юга на север Якутской алмазоносной провинции аналогично их изменению от поверхности вглубь кристалла. Получается, что Сибирская платформа, на территории которой расположена алмазоносная провинция, представляет кристалл, вывернутый наружу.
В Анабарском районе на северо-востоке Якутии расположены богатые алмазные россыпи, источники которых не найдены. Добычу ведет компания «Алмазы Анабара». В печати сообщалось о поиске здесь кимберлитовых трубок, питавших россыпи. Генетическая информация, прочитанная с помощью онтогенического метода, указывает на то, что их там нет. Здесь произошло геологическое событие, аналогичное имеющему место на индийской трубке Маджгаван. К сожалению, компания АЛРОСА проводит миллионные затраты на разведку вместо того, чтобы провести научное исследование с использованием онтогенического метода.
Проводятся ли сейчас алмазные форумы в Якутии? Какие вопросы на них рассматриваются?
В настоящее время научные конференции по алмазу в Якутии проводятся главным образом под патронажем АЛРОСА. Их тематика определяется сферой деятельности компании. Это прогнозы и поиски новых месторождений, проблемы обогащения алмаза, карьеры и шахты для добычи.
Какую проблему Вы считаете наиболее актуальной в алмазной сфере: разведку, поиски новых месторождений, изучения физических свойств?
Я склоняюсь в пользу последнего. Несмотря на возрастающий интерес к алмазу представителей разных отраслей науки и техники, многие вопросы его генезиса и природы уникальных свойств еще не нашли ответа. Приходится констатировать, что степень изученности алмаза не соответствует важности его использования для практических нужд. В последние годы к алмазу все больший интерес проявляют материаловеды. Они связывают с ним свои последние надежды, возможности других материалов уже в основном известны.
Считается перспективным его использование в электронике, не так ли?
Динамика успехов его использования в этой области, пожалуй, наиболее удачно характеризует подзаголовок одной из статей: «День производства алмазных транзисторов еще не настал, но рассветный час уже пробил». Ценность алмаза для электроники заключается в следующем.
В периодической таблице углерод находится в главной подгруппe четвертой группы, образованной полупроводниками - германием, кремнием и оловом. Алмаз сам обнаруживает полупроводниковые свойства, но только у очень редкой своей разновидности - алмазов типа IIb.
Алмаз обладает рекордной теплопроводностью, превосходящей в некотором интервале температур серебро и медь в 5-7 раз.
Алмаз имеет рекордную стойкость к агрессивным средам. Он не подвержен влиянию самых активных кислот и щелочей.
При попадании ядерной частицы в алмаз возникает вспышка света - сцинтилляция, а если к нему приложить напряжение - импульс тока. Это открывает возможности использования алмаза в качестве детектора ионизирующего излучения.
Алмаз - самый прозрачный из известных материалов во всем оптическом диапазоне. В космическом зонде на Венеру было алмазное окно.
А как Вы относитесь к проблеме синтетических алмазов?
Сейчас синтетические алмазы широко используются при изготовлении инструментов и приборов, нередко по своим возможностям превосходя природные аналоги. Если в качестве основного критерия сравнения природных и синтетических алмазов использовать их физико-механические свойства как наиболее востребованные современной техникой, то синтетические алмазы обладают рядом преимуществ. К ним относятся более высокая абразивная способность, способность к самозатачиванию путем откалывания частиц в рабочей зоне, а также правильная огранка кристаллов очень малых размеров. Синтетические кристаллы размерами менее 200-300 микрон прочнее природных, встречающихся в виде обломков.
Другой важной особенностью является возможность синтезировать кристаллы с заранее заданными свойствами. Уже получены синтетические алмазы с полупроводниковыми свойствами. Их природные аналоги встречаются исключительно редко и находятся только в южноафриканской трубке «Премьер». В России они не обнаружены.
В последние годы внимание медиков все больше привлекают наноалмазы (размер 5-100 нм), получаемые путем детонации смеси взрывчатых веществ. Порошки наноалмазов отличает высокое удельное отношение площади поверхности к величине объема. В результате более 10% общей массы атомов углерода тяготеют к приповерхностным слоям, а находящиеся в них углеродные атомы отличаются энергетическим состоянием валентных электронов по сравнению с соответствующими характеристиками атомов в объеме кристалла. Такие алмазы находят широкое применение в наукоемких отраслях промышленности. В медицине с ними связывают возможность таргетной (адресной) доставки лечебных средств к пораженному участку организма.
Как Вы оцениваете перспективы минерально-сырьевой базы (по алмазам) в Якутии? Возможны ли (и если да, то где) новые крупные открытия трубок в ближайшее время?
Общая масса алмазов в природных месторождениях в любом случае конечна и рано или поздно будет исчерпана. Прогнозы здесь неутешительны. Запасы природного алмаза при нынешних темпах организации его добычи и непрерывно растущих потребностях в качестве драгоценного камня и в качестве индустриального сырья будут исчерпаны. Мнения специалистов о сроках расходятся, но в разных прогнозах эти сроки не превышают половины века, хотя есть и более пессимистичные.
Но особых надежд питать не стоит. Разумеется, имеется обоснованная надежда, что будут открыты новые алмазоносные трубки и россыпи в уже известных алмазных провинциях, как были обнаружены трубки Ботуобинская и Нюрбинская. В конце 2007 года возле Якутска было оконтурено новое кимберлитов поле (Хампу-Майское), в пределах которого вскрыта новая кимберлитовая трубка «Манчары».
Сейчас геологические особенности алмазных территорий изучены достаточно подробно. Правда, сравнительно недавно были открыты две алмазоносные провинции - лампроитовая в Западной Австралии и Архангельская в России. Потенциально алмазоносными являются устойчивые части тектонических платформ – как, например, Русская платформа, на которой расположена Москва. Но в целом, я думаю, открытие новых алмазоносных провинций маловероятно.
Чем вызван Ваш интерес к алмазу? У Вас имеется личное отношение к этому минералу?
Особое отношение к нему есть у каждого, кто имел возможность подержать в руках или хотя бы видеть этот камень. Лучше всего об этом сказал академик Е. В. Ферсман, много лет посвятивший его изучению. С алмазом связана вся моя жизнь и научная работа – начиная со студенческих курсовой и дипломной и заканчивая докторской диссертацией и монографией.
Галина Семенова, Rough&Polished, Якутск
