Японські вчені відкрили новий спосіб виростити алмази майбутнього: як це змінить науку

Вчені з Токійського університету розробили інноваційний спосіб створення штучних алмазів, який кардинально відрізняється від традиційних методів. Замість екстремальних умов, таких як високий тиск у десятки гігапаскалів і температури в тисячі кельвінів, дослідники застосували техніку низького тиску з використанням електронного опромінення. 

Цей метод не лише ефективний, але й дозволяє створювати наноалмази без дефектів діаметром до 10 нанометрів, що відкриває нові можливості для науки та промисловості, пише видання SciTechDaily.

Чим здивували дослідники з Токіо

Ключовою особливістю нового методу є використання молекули вуглецю — адамантану (C10H16), яка має тетраедричну структуру, схожу на алмаз. 

Адамантан виявився перспективним завдяки таким властивостям:

• тетраедрична симетрична структура;
• схожість із просторовою конфігурацією алмазу;
• здатність формувати тривимірну решітку при зміні зв’язків.

Як працює процес електронного опромінення

У ході експериментів учені видаляли певні C-H-зв’язки в адамантані, що дозволяло формувати нові C-C-зв’язки. Це поступово перетворювало молекули у стійку алмазоподібну структуру.

Процес контролювався завдяки:

• просвічувальній електронній мікроскопії;
• вакуумним умовам;
• температурному діапазону 100–296 К;
• енергії опромінення 80–200 кілоелектронвольтів.

Які результати вдалося отримати

У результаті довготривалого опромінення вчені змогли отримати наноалмази діаметром до 10 нанометрів без дефектів, з кубічною кристалічною структурою. При цьому відбувався викид водню — природний побічний процес у ході формування решітки.

Основні висновки дослідження:

• утворені наноалмази є стабільними і без дефектів;
• розмір кристалів досягає 10 нанометрів;
• інші вуглеводні не здатні повторити результат адамантану.

Чому цей прорив важливий

Відкриття японських учених не лише пропонує новий метод синтезу алмазів, а й має ширший науковий контекст.

Воно відкриває перспективу для:

• створення високоякісних матеріалів для електроніки;
• застосування у медицині та нанотехнологіях;
• безпечного дослідження органічних зразків;
• пояснення природного утворення алмазів у метеоритах.

Майбутнє технології створення штучних алмазів

Сьогодні відкриття японських дослідників можна розглядати як фундамент для розвитку нових підходів у матеріалознавстві. Воно доводить, що алмази можна вирощувати без екстремальних умов і гігантських витрат, відкриваючи шлях до їх доступнішого виробництва. З часом це може змінити ринок штучних алмазів і дати поштовх для появи інноваційних технологій у різних галузях.