Любые открытия физиков в области твердых материалов, способных резко удешевить производство конечной продукции, всегда привлекали пристальное внимание крупных инвесторов венчурного капитала. Открытие американскими физиками новой сверхтвердой формы углерода - гибридного материала из аморфных компонентов, превосходящего по твердости дорогостоящие алмазы, о котором сообщает РИА «Новости» - моментально привлекло к себе внимание деловых СМИ мира. Группа американских ученых из Института науки Карнеги в Аргонне (США) под руководством Лин Ванга, опубликовала в научном издании «Science» последние данные исследований, из которых следует, что им удалось открыть новую аллотропную форму углерода, которая по своим свойствам не только не уступает природным алмазам, но и может оставить царапины на их поверхности.
Как сообщается, группа ученых, в которую входил и российский научный работник Станислав Синогейкин, исследовала свойства аморфного углеродного компонента «углерод-60», молекулярная структура которого представляет из себя шар из колец, в которые входит пять-шесть атомов углерода. В ходе лабораторного эксперимента данный компонент был растворен в органическом растворителе ксилол, который состоит из атомов углерода и так называемых «метильных хвостов» (ОН), после чего полученная субстанция была подвержена давлению. На определенном этапе, когда давление достигло 323 тысяч атмосфер, в структуре материала произошла перестройка, вследствие чего возник новый, сверхпрочный материал, свойства которого не изменились после нормализации давления. После этого ученые просветили полученный материал на спектрографе и выяснили, что материал остался аморфным, а не кристаллическим. Как отмечается, до сих пор наличие аморфных материалов со сверхпрочными свойствами предполагалось лишь теоретически.
Своими новыми свойствами полученный материал обязан тому, что при воздействии предельного давления углеродные кольца, образно говоря, «слиплись», потеряв способность к восстановлению в первоначальное состояние, при этом, молекулы ксилола сыграли ключевую роль, ибо, в ходе эксперимента с их выпариванием было установлено, что новообразованная форма разрушалась.
Для того, чтобы досконально понять, почему аморфная форма углерода имеет сверхпрочные свойства, ученые намерены продолжить эксперименты с различными формами углеродных структур, меняя в них число атомов. Вполне вероятно, что такие исследования помогут развить достигнутый успех.
В связи с вышеизложенным, резонно возникает вопрос, смогут ли синтетические углеродные компоненты заменить природные алмазы в различных отраслях промышленного производства. Говорить о перспективах замены алмазов в промышленном производстве в ближайшие годы рано, пояснили эксперты раздела "Новости США" журнала для инвесторов "Биржевой лидер", важнее понять в каких сферах (кроме ювелирного производства бриллиантов) используются алмазы, чтобы оценить для инвесторов широту открывающейся рыночной ниши.
Прежде всего, стоит отметить, что в настоящее время свыше половины мировой добычи алмазов приходится на предприятия компании «Де Бирз», ведущей добычу камней в ЮАР, Ботсване, Намибии, Танзании и ряде других государств:
При этом, подавляющая часть добытых алмазов идет на производство ювелирных украшений. В промышленном производстве алмазы используются преимущественно для производства режущих и абразивных материалов, в частности, резцов, сверл, ножей, режущих и шлифовальных дисков. Высокая потребность в сырье в последние годы вынудила производителей прибегнуть к использованию синтетических структур, а также кластерного и ионно-плазменного напыления алмазного порошка, являющегося отходом ювелирного производства. Кроме того в последние годы все большее применение алмазные порошки имеют в микроэлектронике, где напыления используется для формирования алмазных подложек как активного элемента, имеющего большое напряжение пробоя и высокую теплопроводность. Вполне очевидно, что последние эксперименты могут со временем существенно повлиять на специфику применения подобных элементов в различных отраслях, и, при невысокой себестоимости производства, найти широкое использование.
