Лонсдейлит оказался в полтора раза тверже алмаза

Группе американских и китайских ученых удалось доказать, что самый твердый на сегодняшний день материал - специально обработанный лонсдейлит. Он оказался на 58 процентов тверже алмаза. Статья ученых появилась в журнале Physical Review Letters, а ее краткое изложение доступно на сайте physorg.com.

Лонсдейлит представляет собой одну из аллотропных модификаций углерода. Структура его кристаллической решетки напоминает структуру решетки алмаза. За это данный материал даже получил второе имя - гексагональный алмаз. Отличие заключается в том, что элементарная ячейка лонсдейлита содержит четыре атома, а ячейка алмаза - восемь.

Изначально авторы работы изучали причины необычайной твердости другого материала - вюртцитного нитрида бора, которая была обнаружена в недавних тестах. Эту твердость не могли предсказать имеющиеся компьютерные модели. Ученым удалось объяснить ее, создав собственную модель, которая учитывала так называемые поперечные силы, возникающие в кристаллической решетке под давлением.

Исследователям удалось установить, что при воздействии давлением сжатия связи между атомами в решетке этого материала перестраиваются особым образом. При этом объем образца сохраняется, а его твердость увеличивается. Расчеты показали, что образец вюртцитного нитрида бора должен разрушаться при давлении в 114 гигапаскалей (миллиардов паскалей).

Применив полученную модель к лонсдейлиту, ученые установили, что, воздействуя определенными нагрузками на этот материал, его твердость также можно довести до высоких значений. По расчетам исследователей, обработанный образец лонсдейлита должен ломаться при давлении 152 гигапаскаля. Алмазы разрушаются при давлении "всего" в 97 гигапаскалей.

По словам исследователей, маловероятно, что новый материал найдет практическое применение. Это связано с крайней сложностью его получения. При этом, однако, они отмечают, что композитные материалы на основе лонсдейлита представляются вполне реализуемыми.