Китайські вчені розробляють алмази, стійкі до руйнування

Команда китайських вчених створила алмаз, який витримує навіть сильний удар молотком, не розсипаючись. Результати дослідження опубліковано в рецензованому науковому журналі Nature Synthesis. Хоча алмаз і вважається найтвердішим природним матеріалом на Землі, він водночас крихкий, як скло, і може розбитися під час різкого удару. Саме цю слабку сторону, судячи з усього, вчені тепер усунули.

Проблема матеріалознавства

У матеріалознавстві твердість і в’язкість традиційно вважаються протилежними властивостями. Збільшення твердості матеріалу зазвичай означає, що він стає крихкішим і, отже, більш схильним до руйнування. І навпаки, більш в’язкі матеріали часто втрачають твердість. Ця дилема вже десятиліттями займає вчених, особливо у випадку з алмазом, чия надзвичайна твердість досі завжди супроводжувалася структурною вразливістю.

Науковий підхід

Згідно з публікацією, дослідницькій групі вдалося розробити кристалічну структуру, яка поєднує в собі обидві властивості одночасно: твердість алмазу та в’язкість, що запобігає руйнуванню навіть під час сильного механічного навантаження. Деталі щодо конкретного методу синтезу та інститутів, що брали участь у дослідженні, були опубліковані у фаховому журналі, який відомий своїм суворим рецензуванням незалежними експертами. „South China Morning Post“ стала першим міжнародним ЗМІ, що повідомило про це дослідження.

Можливі сфери застосування

Надтверді, але водночас стійкі до руйнування матеріали представляють інтерес для багатьох галузей промисловості. До них належать, зокрема, ріжучі інструменти, бурові головки для гірничодобувної промисловості, захисне спорядження, а також компоненти у виробництві напівпровідників, де прецизійні інструменти повинні витримувати екстремальні навантаження. Також у космічній та оборонній техніці вже давно шукають матеріали, що поєднують у собі таку комбінацію твердості та в’язкості.

Для європейської промисловості цей розвиток має значення насамперед як сигнал про те, наскільки значні інвестиції Китай наразі вкладає у фундаментальні дослідження в галузі нових матеріалів. Австрійські та європейські підприємства з галузі виробництва інструментів, наприклад у Штирії чи Верхній Австрії, де твердосплавні та алмазні інструменти традиційно відіграють важливу роль, із зацікавленням стежать за технологічними досягненнями у сфері надтвердих матеріалів. Якщо нову кристалічну структуру вдасться масштабувати для промислового застосування, у довгостроковій перспективі це може вплинути на ланцюги постачання та конкурентні позиції в європейській галузі прецизійного інструменту. Однак, на думку експертів, до комерційного застосування ще знадобляться роки подальших досліджень.

Джерело: Китай – South China Morning Post | Оригінальна стаття