Китайские ученые разрабатывают ударопрочные алмазы

Группа китайских учёных создала алмаз, способный выдержать даже сильный удар молотком, не расколовшись. Результаты исследования были опубликованы в рецензируемом научном журнале Nature Synthesis. Хотя алмаз считается самым твёрдым природным материалом на Земле, он в то же время хрупок, как стекло, и может разбиться при сильном ударе. По всей видимости, именно эту слабую сторону исследователи теперь устранили.

Проблема материаловедения

В материаловедении твердость и вязкость традиционно считаются противоположными свойствами. Повышение твёрдости материала, как правило, приводит к увеличению его хрупкости и, следовательно, к повышению склонности к разрушению. И наоборот, более вязкие материалы часто теряют в твёрдости. Эта дилемма занимает умы учёных уже на протяжении десятилетий, особенно в случае с алмазом, чья экстремальная твёрдость до сих пор всегда сопровождалась структурной уязвимостью.

Научный подход

Согласно публикации, исследовательской группе удалось разработать кристаллическую структуру, сочетающую в себе одновременно два свойства: твердость алмаза и вязкость, предотвращающую разрушение даже при сильной механической нагрузке. Подробная информация о методе синтеза и участвовавших в проекте институтах была опубликована в специализированном журнале, известном своей строгой экспертной оценкой со стороны независимых специалистов. Газета „South China Morning Post“ стала первым международным СМИ, сообщившим об этом исследовании.

Возможные области применения

Сверхтвердые и в то же время ударопрочные материалы представляют интерес для многих отраслей промышленности. К ним относятся, например, режущие инструменты, буровые головки для горнодобывающей промышленности, защитное снаряжение, а также компоненты для производства полупроводников, где прецизионные инструменты должны выдерживать экстремальные нагрузки. Также в аэрокосмической и оборонной технике уже давно ведётся поиск материалов, обладающих таким сочетанием твёрдости и вязкости.

Для европейской промышленности это событие имеет значение прежде всего как сигнал о том, насколько активно Китай в настоящее время инвестирует в фундаментальные исследования в области новых материалов. Австрийские и европейские предприятия, занимающиеся производством инструментов, например, в Штирии или Верхней Австрии, где твердосплавные и алмазные инструменты традиционно играют важную роль, с интересом следят за технологическими достижениями в области сверхтвердых материалов. Если новую кристаллическую структуру удастся масштабировать для промышленного применения, в долгосрочной перспективе это может повлиять на цепочки поставок и конкурентные позиции в европейской отрасли производства прецизионных инструментов. Однако, по мнению экспертов, до коммерческого применения потребуются еще годы дальнейших исследований.

Источник: Китай — South China Morning Post | Оригинальная статья