Новая форма алмаза: в Китае синтезировали гексагональный кристалл, превосходящий обычный по твёрдости и жаростойкости
В научной статье, опубликованной 4 марта 2026 года в журнале Nature, команда ученых из Китая под руководством Шоулонга Лая и Чонгсина Шана из Чжэнчжоуского университета представила результаты успешного синтеза фазово-чистого гексагонального алмаза миллиметрового размера. Полученный кристалл обладает более высокой твердостью, жесткостью и устойчивостью к окислению по сравнению с классическими кубическими алмазами. Материал получен путём сжатия графита при экстремальных давлениях и температурах.
Гипотеза о существовании гексагонального алмаза была выдвинута в 1962 году. В отличие от природного кубического алмаза, где атомы углерода образуют трехмерную тетраэдрическую решетку, гексагональная версия (также известная как лонсдейлит) характеризуется шестиугольным порядком укладки слоев. Теоретические модели предполагали, что такая структура исключает плоскости сдвига, характерные для кубической формы, что должно увеличивать сопротивление материала механическому вдавливанию примерно на 50%.
В 1967 году фрагменты подобной структуры были найдены в метеорите Каньон-Дьябло. Однако малый размер и наличие примесей в природных образцах не позволяли провести точные измерения. Впоследствии ряд профильных специалистов выдвинул предположение, что лонсдейлит не является самостоятельной формой углерода, а представляет собой деформированный кубический алмаз с нарушениями кристаллической решетки. Попытки искусственного синтеза, предпринимаемые в начале 2020-х годов, приводили к образованию микроскопических зерен или структур, распадавшихся за несколько наносекунд.
В ходе нового эксперимента физики применили высокоориентированный графит, используемый в современной химии. Материал поместили между наковальнями из карбида вольфрама. Давление в камере достигало 20 гигапаскалей (около 200 000 атмосфер), а температура поддерживалась в диапазоне от 1300 до 1900 градусов Цельсия. Обязательным условием для формирования чистой фазы стало строго вертикальное приложение нагрузки под заданным углом, что предотвратило боковое смещение графитовых слоев.
Полученный материал прошел исследование методами рентгеновской дифракции и атомной микроскопии, которые подтвердили правильную гексагональную конфигурацию связей с минимальным числом дефектов. Лабораторные испытания зафиксировали, что синтезированный кристалл обладает большей жесткостью и устойчивостью к термическому окислению по сравнению с эталонными кубическими алмазами. Показатель твердости также превысил значения обычного алмаза, хотя разница не достигла предсказанного 50-процентного порога.
Рецензент статьи в Nature, кристаллограф Оливер Цаунер из Университета Невады, назвал опубликованные результаты первой физически точной характеристикой гексагонального алмаза. Практическая реализация метода синтеза открывает возможности для применения подобных сверхтвердых материалов в промышленном производстве, включая разработку бурового оборудования, промышленных резцов и специализированных компонентов для микроэлектроники.
Источник:phys.org