«Вы все знаете, что алмазы нужны всем, особенно женщинам. Сейчас наука научилась делать искусственные алмазы. Кто хочет – обращайтесь в Институт геологии, там за очень большие деньги вы можете такие алмазы приобрести. Наша задача – быстрым способом получать дешевые алмазы, удовлетворяющие необходимым нормам. В желто-синей камере обеспечиваются экстремальные условия, в которых можно такие алмазы получить. Температура в ней порядка 5 тысяч градусов по Цельсию, давление – до миллиона атмосфер. Для нас это в первую очередь исследовательская установка, и мы не столько добываем, сколько изучаем процесс образования алмазов, – поясняет Борис Толочко. – В нашем институте готовят исходное вещество. Как пирожки: сначала нужно сделать муку, потом поместить её в печку. Мы отправляем специальный образец в камеру, воздействуем на него температурой и давлением и получаем «пирожки» – алмазы».
Сейчас алмазы, созданные таким способом, широко используются для создания различных инструментов, твердых и прочных. Применяются алмазы и в микроэлектронике, так как хорошо проводят тепло.
«Наша задача – при помощи синхротронного излучения увидеть начальный момент, изучить, как зарождается алмаз, как растет. Когда мы только начинали эти эксперименты, размер алмазов был порядка 10 ангстрем. Сейчас мы начали менять условия и дошли уже до микрона. Следующий шаг – создать алмаз размером в миллиметр. Процесс создания алмазов таким способом исследуется уже больше 100 лет. Естественно, возникали теории, как это происходит, они отражены в учебниках. В ходе экспериментов нам удалось установить, что в учебниках написано неправильно, многие учебники врут! Мы вывели другие закономерности, ранее неизвестные. По одной теории, как только произошел удар, сразу же образовались алмазы. Мы благодаря нашим установкам можем проследить все процессы изнутри. И мы видим, что для образования алмаза нужны время и определенные условия. Своими опытами мы показали, что данная теория здесь не работает», – рассказывает Борис Толочко.
Результаты деятельности ученых уже вошли в некоторые учебники. Так, в учебной литературе сначала приводится общеизвестная теория образования алмазов, а затем данные ученых из Института ядерной физики, её опровергающие.
«Весь мир, получается, использует наши законы, – резюмирует доктор химических наук. – Вещество, которое мы используем, содержит углерод. Мы синтезируем специальную органику, оптимизируем её. Одно из таких веществ – адамантан. Все вещества имеют кристаллическую решётку. Так вот, у адамантана эта решетка совпадает с решеткой алмаза, только часть атомов заменена на водород. При резком сжатии температура и давление поднимаются, для углеводорода более оптимально собраться в структуру алмаза. Это было теоретически сразу ясно. На ученом совете приняли решение попробовать именно адамантан. Но главная проблема в том, что у этого вещества очень много водорода, он преобразуется в газ и разрушает новое образование. Поэтому мы сейчас пытаемся уменьшить водород, увеличить углерод, чтобы улучшить условия сжатия. Наша задача – от поликристалла перейти к монокристаллу».
Все полученные в результате опытов алмазы, которые не представляют дальнейшей ценности, по словам доктора химических наук, утилизируются в канализацию. Их используют по большей части в исследовательских целях, почти не привлекая промышленность. Новые знания, полученные в ходе экспериментов, передают в научные центры для дальнейших разработок.
Светлана Нестеренко
