Китайські вчені синтезували чистий гексагональний алмаз (лонсдейліт), підтвердивши його надзвичайну твердість порівняно з кубічним аналогом

Команда дослідників із Китаю під керівництвом фізика Чунсіна Шаня з Університету Чженчжоу оголосила про значний науковий прорив — успішний синтез об’ємних та хімічно чистих зразків гексагонального алмазу, відомого у науковому світі як лонсдейліт. Офіційна публікація результатів цієї роботи датована березнем 2026 року, що стало логічним завершенням багаторічних комплексних досліджень природи цього унікального алотропу вуглецю.

Для створення міліметрових кристалів чистого гексагонального алмазу (ГД) науковці застосували метод тривалого впливу екстремальних фізичних факторів на високоупорядкований графіт. Протягом десяти годин матеріал піддавався тиску у 20 гігапаскалів, що приблизно у 200 000 разів перевищує атмосферний тиск Землі, при температурному режимі від 1300 до 1900 градусів Цельсія. Важливим спостереженням стало те, що подальше зростання температури та тиску спричиняло зворотну трансформацію лонсдейліту в звичайний кубічний алмаз, що дозволило вченим глибше зрозуміти механізми фазових переходів вуглецю.

Експериментальні вимірювання підтвердили теоретичні припущення щодо виняткових властивостей нового матеріалу: твердість синтезованого лонсдейліту за шкалою Віккерса досягла позначки 114 ГПа, тоді як показник природного кубічного алмазу становить близько 110 ГПа. Ці дані корелюють із попередніми обчислювальними моделями, згідно з якими гексагональна структура може бути на 58% міцнішою за кубічну. Спільна робота фахівців із Цзіліньського університету та Університету Сунь Ятсена поставила крапку в давній науковій дискусії, довівши, що лонсдейліт є самостійним мінералом, а не просто дефектною формою кубічного алмазу.

Історія вивчення цього мінералу, названого на честь видатної кристалографині Кетлін Лонсдейл, розпочалася у 1967 році після його виявлення в уламках метеорита «Каньйон Діабло». Проте чистота природних зразків завжди викликала сумніви через значні домішки графіту та кубічного алмазу. Структурна відмінність лонсдейліту полягає у гексагональній решітці (тип 2Н із послідовністю шарів АБАБ), на відміну від тришарової кубічної решітки (тип 3С). Якщо раніше вченим вдавалося отримати лише мікроскопічні прошарки розміром у кілька ангстрем при тиску 7–13 ГПа, то команда Чунсіна Шаня вперше досягла міліметрових масштабів, необхідних для точних фізичних випробувань.

Це наукове досягнення відкриває широкі перспективи для технологічного прогресу завдяки підтвердженій надвисокій твердості та стійкості лонсдейліту до процесів окислення. Матеріал може стати основою для створення зносостійких абразивних покриттів, високоефективних інструментів для буріння та різання металів, а також інноваційних систем тепловідведення в потужній електроніці. Наразі дослідники зосереджені на розробці методів масштабування виробництва, щоб забезпечити доступність цього надтвердого матеріалу для промислового використання в майбутньому.