Ученые создали минерал лонсдейлит в лаборатории и проверили его прочность с помощью звуковых волн, прежде чем он был уничтожен.
Бриллианты могут быть лучшими друзьями девушек из-за их блеска и гламура, но они также полезны и на практике. Сверхпрочный минерал используется в качестве промышленного абразива, на кромках режущих инструментов или сверхмощных сверл.
Независимо от того, используются ли они для украшения или инструментов, бриллианты недешевы. Ученые давно надеялись найти способ создать материал, столь же прочный, как алмаз. Теперь у них может быть что-то получше.
Считается, что лонсдейлит, также называемый гексагональным алмазом, даже прочнее алмаза. Но редкий шестигранный кристаллический минерал редко встречается в природе - обычно только в местах падения метеоритов - и только в образцах, размер которых слишком мал, чтобы его можно было измерить.
Его точная твердость оставалась неизвестной - до сих пор.
Выращивание алмазов
Исследователи из Института физики ударов при Университете штата Вашингтон разработали шестиугольные алмазы, достаточно большие для изучения в лаборатории и проверки их жесткости и твердости.
«Алмаз - уникальный материал», - говорится в заявлении Йогендры Гупты, директора Института физики ударов и автора исследования. «Он не только самый прочный - он обладает прекрасными оптическими свойствами и очень высокой теплопроводностью. Теперь мы создали алмаз шестиугольной формы, полученный в ходе экспериментов по ударному сжатию, который значительно жестче и прочнее, чем обычные драгоценные камни».
Используя порох и сжатый газ, команда Гупты запустила графитовые диски размером с монетку в прозрачный материал со скоростью 15 000 миль в час.
При ударе ударные волны прошли через диски, превратив их в лонсдейлит.
Измерение силы звука
Звук распространяется быстрее через более жесткие материалы. Поэтому исследователи создали небольшую звуковую волну вскоре после удара и использовали лазеры, чтобы отследить ее продвижение через алмаз. Лонсдейлит оказался более жестким, чем алмаз.
Поскольку более жесткие материалы, как правило, тверже и более устойчивы к царапинам, они пришли к выводу, что лонсдейлит прочнее алмаза - на 58%, что является новым рекордом. Они опубликовали свои выводы в журнале Physical Review Letters.
«Если когда-нибудь мы сможем производить и полировать их, я думаю, они будут более востребованы, чем кубические бриллианты».
ЙОГЕНДРА ГУПТА
Нам не нужно беспокоиться о том, что созданные в лаборатории супер-бриллианты сделают наши драгоценные камни тусклыми. Лонсдейлит просуществовал всего несколько наносекунд, прежде чем высокоскоростной удар уничтожил драгоценный камень - ровно столько времени, сколько нужно, чтобы команда провела свои измерения. Гупта говорит, что если им удастся сохранить их дольше, редкая, мимолетная природа лонсдейлита может сделать их более ценными, чем кубические алмазы.
«Если когда-нибудь мы сможем производить и полировать их, я думаю, они будут более востребованы, чем кубические бриллианты», - сказал Гупта. «Если бы кто-нибудь сказал вам: «Смотрите, я дам вам на выбор два бриллианта: один намного реже другого». Какой бы вы выбрали?»