В Новосибирске разработали метод контролируемой графитизации алмаза

Новосибирск, 28 ноя - ИА Neftegaz.RU. Специалисты из Новосибирска открыли технологию, которая позволяет частично преобразовывать синтетический алмаз в графит на конкретных гранях кристалла.
Об этом сообщило официальное издание Сибирского отделения РАН «Наука в Сибири».

Данное достижение дает возможность целенаправленно менять структуру поверхности алмаза, что расширяет потенциал его использования в передовых устройствах и оборудовании. Ранее надежное соединение алмаза с металлами было сопряжено с серьезными трудностями из-за разницы в их физико-химических свойствах. Разное тепловое расширение приводило к растрескиванию или отслаиванию контакта, а образование избыточных карбидных фаз ослабляло алмаз, повышая его хрупкость.
Как пояснил научный сотрудник Института химии твердого тела и механохимии СО РАН Б. Бохонов, формирование графитового слоя на поверхности алмаза решает эту проблему. Такой метод обеспечивает прочную фиксацию алмаза в изделиях и позволяет ему выдерживать значительные механические нагрузки.

Исследователи выявили закономерности роста графита на алмазе и на основе этого создали технологию нанесения графеновых покрытий. Получаемые гибридные материалы обладают высокой прочностью и электропроводностью. В нормальных условиях алмаз является метастабильной формой углерода и при нагреве на воздухе превращается в графит. Ученым удалось установить, что покрытия могут формироваться выборочно на определенных гранях искусственных алмазов.

Современные технологические процессы уже позволяют наносить слой металла целенаправленно на квадратные или шестиугольные элементы поверхности кристалла. Это создает широкие перспективы для придания материалам новых свойств, поскольку комбинация разных металлов на различных гранях позволяет варьировать их характеристики, включая теплопроводность.

Природные алмазы формируются на глубине 100-200 км при экстремальных температурах и давлениях. Искусственные аналоги производят в лаборатории с использованием установок высокого давления, катализаторов и чистого углерода. Сравнение процесса графитизации показало, что для природных алмазов с ровными гранями и искусственных кристаллов он протекает схожим образом, в то время как на природных алмазах с кривыми гранями превращение в графит происходит по всей поверхности. Важно, что во всех случаях образующийся графит сохраняет ориентационное соответствие с исходной кристаллической решеткой алмаза. Именно эта особенность открывает путь для управления созданием тонких графеновых слоев - материала из атомов углерода, объединенных в шестиугольную сетку.


Автор: А. Шевченко