ONLINE-ТРАНСЛЯЦИИ

Новосибирские ученые показали выращенные из микрочастиц алмазы

12 сентября 2018, 10:04
Выращивать алмазы в несколько карат из микрочастицы умеют новосибирские учёные. В лабораториях исследователи воссоздают процессы, спрятанные глубоко в недрах земли. Что самое важное –сегодня научились получать кристаллы с особыми свойствами. Исследования проходят при поддержке Российского научного фонда – сибирякам выделили 20 миллионов рублей. Чем рукотворные минералы отличаются от природных и где их используют?

Алмазную затравку едва разглядишь: микрочастица кристалла. Вместе с графитом и металлической пластиной её помещают в специальную капсулу, далее – в установку высокого давления (как её называют). «Высокого» значит 60 тысяч атмосфер. Температура – почти полторы тысячи градусов. Экстремальные условия, но только так можно вырастить настоящий алмаз.

Юрий Борздов, старший научный сотрудник Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН: «Источник углерода под давлением и температурой растворяется – и постепенно начинает расти кристалл алмаза».

Алмаз – самый твердый материал на планете, с высокой теплопроводностью и рядом других уникальных свойств, в природе – кристалл, неподвластный человеку. Нужны колоссальные траты, чтобы найти, добыть минерал... А вдруг не подойдет? Искусственно выращенный алмаз тем и хорош, что его характеристики контролирует человек – к примеру, чем больше атомов азота, тем более насыщенно желтым будет кристалл.

Юрий Пальянов, заведующий лабораторией Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН: «Когда мы имеем дело с лабораторным выращиванием, мы можем контролировать и ростовую систему, и параметры, и, в общем, в какой-то степени можем воспроизводимо получать кристаллы с однородными свойствами».

Получился ли алмаз идеальным, проверяют тут же. Дефектные – с трещинами, включениями (а их бывает до 30 процентов) – отбраковывают. У алмазов разных цветов и судьбы разные: бесцветные – безазотные кристаллы – станут важной частью высокотехнологического оборудования.

Олеся Герасименко, корреспондент: «Из алмазов, синтезированных в лаборатории (весом они в среднем по два карата), учёные получают вот такие заготовки для призм – видно, что они в несколько раз меньше исходных образцов. А уже после того как заготовки проанализируют на наличие всевозможных дефектов, из них получают вот такие призмы для оптических приборов».

Александр Бубликов, ведущий сотрудник фирмы-производителя спектрального оборудования, разработчик: «Сам процесс регистрации спектров в случае применения алмазных призм заключается в помещении образца на поверхность этого кристалла и прижатии довольно большим усилием этого вещества. Вот сейчас видно, что образец вошёл в контакт с поверхностью призмы – и после этого можно снимать инфракрасный спектр».

Спектральное оборудование позволяет определить, лекарство ли, полимер, взрывчатое или наркотическое вещество перед исследователем. Для анализа достаточно долей грамма вещества.

Александр Бубликов, ведущий сотрудник фирмы-производителя спектрального оборудования, разработчик: «Сам метод основан на регистрации инфракрасного спектра, который представляет собой набор характерных полос, по которым можно сделать выводы о свойствах вещества – в первую очередь, о его химическом составе, ну и потом и о концентрации примесей».

Игорь Куприянов, старший научный сотрудник Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН: «Так же, как мы можем идентифицировать человека по его отпечаткам пальцев, так же, по сути, и любое вещество (почти любое вещество) можно идентифицировать – по наличию и по тем пикам, которые оно здесь, в спектре, дает».

Новосибирские приборы используют, например, эксперты-криминалисты. В так называемой «библиотеке» установки – сотни тысяч эталонных спектров. Сравнить по базе изучаемый образец и выдать результат для машины – пара секунд. Производят подобные установки четыре фирмы в мире, преимущество российских – цена: отечественное оборудование в разы дешевле. А с учётом того, что алмазы – материал вечный, прослужат они долго.