Физики из университета Северной Каролины создали новую форму углерода — Q-углерод, который может царапать алмаз и при этом обладает необычными магнитными свойствами, облучая образцы углерода при помощи сверхмощных и коротких импульсов лазера.
"Мы создали третью твердую фазу углерода. Единственное место, где Q-углерод можно найти в природе – ядра некоторых планет. Мы даже не думали, что существуют такие формы углерода, как наше детище, которые обладают ферримагнитными свойствами" — заявил Джей Нараян (Jay Narayan) из университета Северной Каролины в Роли (США).
Нараян и его коллега Анаг Баумик (Anagh Bhaumik) создали эту форму углерода, экспериментируя с так называемым аморфным углеродом – беспорядочным набором из множества атомов углерода, которые не организованы в "плитку" из шестиугольников, как графит, или кубические кристаллы, как алмазы.
Целью этих изысканий выступал поиск новых методов создания искусственных алмазов, которые бы не требовали столь высоких температур и давлений, которые применяются при их выращивании сегодня. Нараян и Баумик предположили, что желаемого можно достичь, облучая кусочки аморфного углерода при помощи коротких, но очень мощных импульсов лазера, при комнатной температуре и давлении.
Часть полученных "алмазов", к большому удивлению ученых, обладала совсем не той структурой и свойствами, которые они ожидали увидеть. Благодаря нагреву до 3,7 тысяч градусов Цельсия и сверхбыстрому охлаждению, частицы аморфного углерода превратились в новый, до этого не известный науке материал, которые одновременно сочетает в себе некоторые черты алмазов и графита.
Данная форма углерода, которую исследователи назвали Q-углеродом, обладает более высокой твердостью и механической прочностью, чем алмаз, и к тому же он начинает светиться, если через него пропустить даже небольшое количество энергии.
Как полагают ученые, пленки из этих "супералмазов" можно использовать для производства прозрачных и очень тонких дисплеев, сверхпрочных игл и медицинских приборов, а также во всех других задачах, где сегодня применяются искусственные алмазы.
Дополнительным бонусом стало то, что Q-углерод можно превратить в обычные алмазы, повторно нагрев их. Это позволяет, как отмечают Нараян и Баумик, достаточно дешево производить монокристаллические наноалмазы, обладающие более привлекательными свойствами, чем их поликристаллические аналоги.
