Лонсдейлит: Загадочный Минерал, Тверже Алмаза

Долгое время существовали лишь предположения о возможном существовании материала, превосходящего алмаз по твердости. Теперь его впервые удалось синтезировать в лабораторных условиях.

При столкновении метеорита с Землей на земную кору обрушиваются колоссальные силы. Подобное событие произошло около 50 000 лет назад, когда 45-метровый космический объект упал на территорию современного Аризоны. Этот внеземной объект оставил после себя не только 1200-метровый кратер Баррингер, но, вероятно, и уникальные минералы. Один из них имеет сходство с алмазом и, возможно, даже превосходит его по твердости, являясь самым твердым известным минералом в мире.

О существовании этой особой разновидности алмаза активно рассуждали еще с 1960-х годов, после того как исследователи заявили об обнаружении его следов в кратере Баррингер. Согласно теориям, это гипотетическое новое минеральное вещество, подобно графиту или алмазу, состоит из чистого углерода. Различие заключается лишь в особом расположении атомов. В то время как обычный алмаз имеет кубическую кристаллическую решетку, этот "крипто-минерал" обладает гексагональной структурой. По прогнозам, такое строение может сделать гексагональный алмаз на 50 процентов тверже обычного, кубического.

Таинственный гексагональный алмаз получил имя лонсдейлит – в честь минералога Кэтлин Лонсдейл. Тем не менее, его существование оставалось предметом споров на протяжении десятилетий, поскольку до сих пор не удавалось получить бесспорных доказательств его радиационного происхождения.

Получение гексагонального алмаза с помощью давления и тепла

Китайская исследовательская группа пошла иным путем, создав этот минерал в лабораторных условиях из графита. Этот серый порошок, как и предполагаемый лонсдейлит, обладает гексагональной кристаллической структурой. Основная задача для ученых заключалась в том, чтобы сохранить эту структуру в процессе экстремального уплотнения.

При температурах от 1300 до 1900 градусов Цельсия исследователи поместили податливый порошок в тиски из карбида вольфрама, создав давление в 200 000 атмосфер. Для сравнения: обычная автомобильная шина накачивается давлением не более 2,5 атмосфер. Полученные в результате миллиметровые частицы были подвергнуты тщательному анализу. Результаты показали, что материал оказался не только тверже (хотя и не на 50%, как предполагалось), но и более жаропрочным, чем обычный алмаз. Исследование, опубликованное в научном журнале Nature, не только доказало возможность образования гексагонального алмаза в экстремальных условиях. Авторы также выражают надежду, что их работа проложит путь для разработки более прочных материалов для различных технических применений.

"Существуют сотни сообщений от людей, которые считают, что видели этот материал, — отмечает минералог Оливер Чаунер из Университета Невады (США). — Однако это первая по-настоящему точная характеристика этого трудноуловимого вещества."