Существует множество форм углерода, включая алмаз и графит, и называются они аллотропами. Ученые из Геофизической лаборатории Карнеги обнаружили новую форму углерода, способную противостоять чрезвычайному давлению, что ранее замечалось лишь за алмазом.

Открытие будет опубликовано в издании Physical Review Letters.

Группу возглавила Венди Мао из Стэнфордского университета и ее аспирант Ю Лин, а также в ней были Хо-Квон Мао, Ли Жан, Пол Чоу, Юмин Яо, Мария Балдини и Джинфу Шу. Эксперимент стартовал с формой углерода под названием стеклянный углерод или гладкий углерод, который начали синтезировать еще в 1950-х. Эта форма объединяет востребованные свойства стекла и керамики со свойствами графита. Новую форму углерода ученые создали, сжав стеклянный углерод под давлением, в 400000 раз превышающим нормальное атмосферное давление.

Новая форма выдерживает давление, превышающее норму в 1,3 млн раз в одном направлении, в то время как в остальных — лишь в 600000 раз. Ни одно вещество, за исключением алмаза, не способно было выдерживать такую нагрузку, что говорит о небывалой прочности новой формы углерода.

В отличие от алмаза и других прозрачных форм углерода структура нового материала организована иначе. Это аморфный материал, что значит, что его структура испытывает недостаток в длинноупорядоченных кристаллах. У нового аморфного сверхтвердого углеродного аллотропа есть потенциальное преимущество перед алмазом, если его твердость окажется изотропической, то есть одинаковой во всех направлениях. В то же время прочность алмаза весьма зависима от направления приложения давления.

«Результаты исследования открывают возможности потенциального применения, включая сверхтвердые наковальни для проведения экспериментов под высоким давлением», сказал в заключение директор геофизической лаборатории Карнеги Рассел Хемли. «Они могут привести к новым классам ультраплотных и прочных материалов».