Фото: EWAR (Pixabay)
Авторы: Уильям Райт (William Wright) и Эден Рэтклифф (Aeden Ratcliffe)
(rmit.edu.au) - Международная группа создала алмазы за считанные минуты в лаборатории при комнатной температуре, обычно этот процесс занимает миллиарды лет и происходит под огромным давлением и при сверхвысоких температурах.
Группа под руководством Мельбурнского королевского технологического института (Royal Melbourne Institute of Technology, RMIT) и Австралийского национального университета (Australian National University, ANU) в сотрудничестве с Сиднейским университетом (University of Sydney) и Оук-Риджской национальной лабораторией (Oak Ridge National Laboratory) в США создала два вида алмазов: тот, который используются для бриллиантов в обручальных кольцах, и другой вид под названием «гексагональные алмазы», лонсдейлиты (Lonsdaleite), которые встречаются в природе в местах падения метеоритов, таких как Каньон Дьявола в США.
Один из ведущих исследователей, профессор Дугал Маккалох (Dougal McCulloch) и его группа из RMIT использовали передовые методы электронной микроскопии для захвата твердых и неповрежденных срезов экспериментальных образцов с целью создания фотографий процесса формирования этих двух видов алмаза.
«Наши фотографии показали, что обычные алмазы образуются только в середине этих жил лонсдейлита при использовании этого нового метода, разработанного нашей межведомственной группой», - сказал Маккалох.
«Было просто потрясающе увидеть впервые эти маленькие «ручьи» лонсдейлита и обычный алмаз, и это действительно помогло нам понять, как они могли образоваться».
Лонсдейлит, названный в честь специалиста по кристаллографии Дамы Кэтлин Лонсдейл (Dame Kathleen Lonsdale), первой женщины, избранной членом Королевского общества, имеет кристаллическую структуру, отличную от кристаллической структуры обычного алмаза. Прогнозируется, что он будет тверже на 58 процентов.
Второй ведущий исследователь, профессор Джоди Брэдби (Jodie Bradby) из Исследовательской школы физики ANU, сказала, что этот прорыв показывает, что Супермен, возможно, прибегал к аналогичной уловке, когда измельчал уголь в алмаз, не используя свой тепловой луч.
«Природные алмазы обычно образуются в течение миллиардов лет на глубине около 150 километров под землей, где есть высокое давление и температура достигает выше 1000 градусов по Цельсию», - сказала Брэдби.
Эта группа ранее создавала лонсдейлит в лаборатории только при высоких температурах.
Но это новое неожиданное открытие показывает, что и лонсдейлит, и обычный алмаз могут образовываться также и при нормальных комнатных температурах просто за счет высокого давления в 100 гПа, что эквивалентно тому, если бы вес 640 африканских слонов действовал на кончик пуантов.
«Самое главное заключается в том, как мы оказываем давление. Помимо очень высокого давления, мы заставляем углерод испытывать то, что называется «сдвигом», что похоже на действие силы скручивания или на скольжение. Мы думаем, что это позволяет атомам углерода перемещаться на свои места и образовывать лонсдейлит и обычный алмаз», - сказала Брэдби.
«Лонсдейлит может использоваться для резки сверхтвердых материалов на горнодобывающих предприятиях», - сказала Брэдби.
«Создание большего количества этого редкого, но очень полезного алмаза является долгосрочной целью этой работы», - добавила она.
Исследователи выражают признательность подразделению микроскопии и микроанализа (Microscopy and Microanalysis Facility) при RMIT за оказанную поддержку.
