Предсказано химическое соединение, по твердости превосходящее алмаз - Гранит науки - 2009-02-23

Предсказано химическое соединение, по твердости превосходящее алмаз – самый твердый природный материал.

Твердость материалов оценивается в специальных тестах, а для ее определения есть понятие «твердость на вдавливание». Самым высоким показателем в этом смысле отличаются алмазы, и это их свойство наряду с устойчивостью к высоким температурам очень ценится в особо точных режущих инструментах, делая их очень дорогими. В последние годы были получены формы искусственных алмазов с идеально правильной кристаллической углеродной решеткой, которая обеспечивала этим соединениям твердость еще большую, чем у их природных прототипов. Два года назад было показано, что алмазной прочностью обладает композитное соединение, содержащее редкий минерал вюртцит (это вюртцит с нитридом бора). Сейчас сетевое издание physicsworld со ссылкой на Physical Rev.Letters сообщает о теоретической работе китайских и американских ученых, предсказавших, что чистая форма вюртцита будет значительно тверже алмаза. Материаловед из Шанхайского университета Хун Сунь (Hong Sun) с соавторами сообщают также, что само испытание материала на твердость может вызвать его фазовую трансформацию в новую кристаллическую структуру еще более твердую.

Сунь и его коллеги сконцентрировали свое внимание на шестиугольной кристаллической структуре вюртцитового соединения и рассчитали, что фазовый переход под высоким давлением оставит неизменным ее кристаллический объем. Повышение твердости произойдет за счет перераспределения межатомных связей. Это теоретическое объяснение было распространено на другое экзотическое соединение, лонсдейлит (он же алмаз гексагональный), при условии, что он будет находиться под высоким давлением. При нагрузке прочность этой редкой формы углерода станет на 58% выше, чем у алмаза. Проблема будущего использования сверхтвердых материалов из вюртцита и лонсдейлита в их метастабильности. Кроме того, исходные соединения чрезвычайно редки. Так, лонсдейлит до сих пор был найден только на месте падения Тунгусского метеорита и в кратере Рис на юге Германии, т.е. среди пород, испытавших высокие температуры и давление.