Учёные получили новую форму углерода, магнитную и твёрже алмаза

Американские учёные из Университета Северной Каролины, находясь в поиске недорогой технологии производства искусственных алмазов, наткнулись в начале декабря на новую ^[1], неизвестную ранее форму углерода. Кристаллический углерод, названный учёными кью-углеродом [Q-carbon], плотнее и твёрже обычных алмазов, является ферромагнетиком и светится в темноте.

Считается, что в природе алмазы формируются на больших глубинах при сверхвысоких давлениях (как правило, 50000 атмосфер) и температурах (порядка 1200 ºC). Для создания синтетических алмазов, которые в основном и используются в промышленности, в лабораториях создаются похожие условия. Но такая технология требует огромных энергозатрат, что сказывается на конечной стоимости продукта.

Таких необычных для углеродных соединений свойств, какие обнаружились у кью-углерода, учёным удалось добиться благодаря новой технологии ^[2]. При обычном атмосферном давлении некристаллический углерод разогревается сверхвысокочастотным лазером. После того, как углерод расплавится и достигнет температуры порядка 3700 ºC, лужицу очень быстро охлаждают.

При нагреве углеродные атомные связи укорачиваются и не успевают удлиниться обратно при охлаждении. В результате полученный материал оказывается плотнее и примерно в полтора раза твёрже алмаза. Это и другие его необычные свойства сейчас пристально изучаются исследователями. Более того, по утверждению учёных, регулируя скорость охлаждения, можно добиваться получения кристаллов кью-углерода различной формы – иголочек, плёнок и проч.

Процесс получается недорогим, поскольку учёные используют уже существующие лазеры, применяющиеся для операций на глазах. А кристаллы растут очень быстро – как утверждает ведущий автор работы Джагдиш Нарайян [Jagdish Narayan], один карат можно вырастить за 15 минут. Пока кристаллы получаются размером около 70 микрон, но если взять лазер с более широким лучом, можно будет вырастить и кристаллы побольше размером.

Автор: SLY_G

Источник ^[3]