Из чего всё сделано? Рассказы о веществе

Искусственный алмаз

Конечно, на все эти нужды идут очень мелкие и грязные, технические алмазы. Как вы думаете, а сколько их нужно человечеству? Очень много. Вот почему идея научиться самим выращивать алмазы не давала покоя учёным. Если природа умеет превращать в своих недрах обычный графит в алмаз, то неужели мы, люди, не сможем сделать того же?!

Но повторить природу невероятно трудно. Ведь для того чтобы атомы углерода в слоистой структуре графита перестроились в очень компактную 3D-решетку алмаза, нужно давить на каждый квадратный сантиметр поверхности графита силой около сотни тонн. А чтобы в таких чудовищных тисках «растрясти» решётку графита и заставить атомы углерода покинуть свои места, нужны температуры в тысячи градусов.

Надо отдать должное учёным — они справились с этой задачей. В 1954 году американская фирма «Дженерал электрик» сообщила, что её сотрудники получили алмазы искусственным путем при давлении 100 000 атмосфер и температуре 2600°С, то есть имитируя природные условия. Алмазы были мелкие, менее одного миллиметра (то есть весом менее 0,01 карат), и чёрные, но вполне пригодные для технических нужд. Технология была строго засекречена. Однако было уже ясно, что джин вырвался из бутылки. Через семь лет в России, в Институте физики высоких давлений, в лаборатории академика Леонида Федоровича Верещагина синтезировали первые русские алмазы.

Сегодня искусственные алмазы получают самыми разными способами. Например, сильно сдавливают и одновременно разогревают графит в специальных реакторах. Или воздействуют на графит взрывом, в момент которого давление и температура невероятно высоки. Или заставляют пары углерода кристаллизоваться на плоской поверхности в виде микроскопических кристалликов алмаза. Их твёрдость — важнейшая для технических применений характеристика — не уступает, а порой и превосходит твёрдость природных алмазов. Есть даже технологии, позволяющие делать чистые, прозрачные кристаллы, но они, естественно, обходятся намного дороже.

И хотя сегодня мы умеем делать алмазы, споры о том, как же они образуются в природе, продолжаются. Чтобы понять это, геохимики и минералоги исследуют метеориты, периодически прилетающие к нам из космоса. Оказывается, в своих каменных телах они содержат крупинки алмазов. Значит, механизм их образования работает не только в недрах земли, но и в недрах Вселенной. Возможно, вам предстоит поставить точку в этом споре, если вы посвятите себя химии или минералогии. А я расскажу вам историю про одного из таких пришельцев с алмазами.

Искусственные алмазы есть в каждом доме, или почти в каждом — например, алмазная пилка для ногтей. Если вы рассмотрите её под лупой, то вам удастся разглядеть отдельные кристаллы, как это показано на фотографии. Прекрасный абразивный инструмент!