Необычное сочетание свойств нового материала, по мнению его создателей, пригодится в широком спектре областей применения, например в оптике. В дальнейшем, используя отработанную технику, авторы инновации намерены создать и другие странные формы алмаза.

Учёные из Ливерморской лаборатории (LLNL) сумели превратить «стандартный» углеродный аэрогель в своего рода пену с нанокристаллической алмазной решёткой (кое-что об этом мы уже писали здесь). Для этого поры крошечного образца простого аэрогеля заполнили неоном, после чего поместили материал между алмазными наковальнями.

Образец одновременно подвергли сжатию (давление составило более 200 тысяч атмосфер) и нагреву при помощи лазера до температуры свыше 1230 °C. Инертный газ в порах предотвратил их схлопывание под давлением, а нагрев со сжатием побудил атомы углерода перестроиться и сформировать алмазную решётку.

Рис. 1. Алмазный аэрогель под электронным микроскопом (фото Peter J. Pauzauskie et al./PNAS).

Плотность полученного аэрогеля с нанокристаллической алмазной решёткой — далеко не рекордная среди аэрогелей и составляет приблизительно 40 миллиграммов на кубический сантиметр. (К примеру, созданный недавно аэрогель из углеродных нанотрубок обладает плотностью 4 мг/см³). Но, с другой стороны, удельный вес алмазного аэрогеля в 88 раз меньше, чем у обычного алмаза.

Рис. 2. Алмазная наковальня, задействованная в опыте, применяется для изучения поведения вещества при давлении до 3,6 миллиона атмосфер (фото LLNL).

Авторы эксперимента считают, что из нового материала можно будет делать великолепные просветляющие покрытия для различных оптических систем — от биноклей до телескопов. Кроме того, алмазный аэрогель может сослужить службу в биоинженерии, физических опытах и так далее.

Результаты исследований опубликованы в статье:

Peter J. Pauzauskiea, Jonathan C. Crowhursta, Marcus A. Worsleya, Ted A. Laurencea, A. L. David Kilcoyneb, Yinmin Wanga, Trevor M. Willeya, Kenneth S. Visbecka, Sirine C. Fakrab, William J. Evansa, Joseph M. Zauga, and Joe H. Satcher, Jr. Synthesis and characterization of a nanocrystalline diamond aerogel. – May 9, 2011, doi: 10.1073/pnas.1010600108.