Без нагрева и давления: найден новый способ выращивать алмазы

Ученые разработали технологию превращения органических молекул в алмазы с помощью электронного луча, причем за этим процессом можно наблюдать в режиме реального времени.

Открытие стало результатом двадцатилетней работы профессора Эйити Накамуры из Токийского университета, который доказал, что электронные лучи не только не разрушают органические вещества, но наоборот, они могут запускать в них контролируемые химические реакции.

Традиционные методики получения искусственных алмазов подразумевают либо воздействие огромного давления и высоких температур, либо процесс химического осаждения углерода из газовой фазы. Команда Накамуры пошла совершенно другим путем. В качестве исходного материала ученые использовали адамантан — органическую молекулу, углеродный каркас которой повторяет тетраэдрическую структуру алмаза, что делает ее идеальным кандидатом для превращения в наноалмазы.

Главная задача заключалась в том, чтобы удалить из адамантана атомы водорода и заменить связи углерод-водород на связи углерод-углерод, сформировав таким образом трехмерную алмазную решетку. «Реальная проблема была в том, что никто не считал, что это вообще возможно», — объясняет профессор Накамура.

В ходе своего эксперимента ученые поместили крошечные кристаллы адамантана под электронный микроскоп и облучали их пучком электронов с энергией 80−200 килоэлектронвольт при температурах от −173 до 23 градусов Цельсия в вакууме в течение нескольких секунд. Это позволило специалистам впервые в истории наблюдать процесс формирования наноалмазов в реальном времени.