Новости

29 июля 2016

В исследовании и применении сверхпрочных наноалмазов принимали участие учёные БФУ им.И.Канта
Университет

В исследовании и применении сверхпрочных наноалмазов принимали участие учёные БФУ им.И.Канта

Международный коллектив учёных, включая Анатолия Снигирёва (заведующий лабораторией рентгеновской оптики БФУ им.И.Канта) и Петра Ершова (аспиранта лаборатории), провели исследования сверхпрочных наноалмазов. Это шарики размером 10-20 микрометров (то есть в 1 миллиметре в линию можно поместить 50-100 таких шариков), которые выдерживают давление в 1 терапаскаль (10 миллионов атмосфер), что почти в три раза превышает давление в центре Земли.

Международный коллектив учёных, включая Анатолия Снигирёва (заведующий лабораторией рентгеновской оптики БФУ им.И.Канта) и Петра Ершова (аспиранта лаборатории), провели исследования сверхпрочных наноалмазов. Это шарики размером 10-20 микрометров (то есть в 1 миллиметре в линию можно поместить 50-100 таких шариков), которые выдерживают давление в 1 терапаскаль (10 миллионов атмосфер), что почти в три раза превышает давление в центре Земли.

Руководили исследованием учёные Наталья и Леонид Дубровинские (Университет Байройта, Германия). Именно им принадлежит технология создания таких шариков. Сначала создаются шарики из нанокристаллических алмазов, для этого так называемый стеклоуглерод сжимается при давлении в 177 тысяч атмосфер при температуре в 2000 градусов Цельсия. Затем те алмазные шарики, которые оставались прозрачными, подвергаются повторному сжатию до 220 гигапаскаль (2,2 миллиона атмосфер).

Наноалмазный шарик. © Dubrovinskaia et al. Sci. Adv. 2016; 2 : e1600341

Анатолий Снигирёв, заведующий лабораторией рентгеновской оптики БФУ им.И.Канта:

«Перед нами стояла задача понять, что происходит с алмазными микросферами при таком давлении. Обычный оптический микроскоп не позволяет рассмотреть образец микронных размеров в камере высокого давления, наковальни которой сделаны тоже из алмаза. Мы предложили коллегам использовать разработанный нами метод фазово-контрастной микроскопии, которая позволяет рассмотреть процесс в рентгеновском излучении». 

Наноалмазные шарики в рентгеновском излучении

Статья о создании нового сверхпрочного материала вышла в престижном научном журнале «Science Advances». Как отмечают рецензенты, исследование настолько многоаспектно, что вызовет интерес у физиков, химиков и даже геологов. Во-первых, результаты исследования позволяют лучше понять, какие процессы происходят в недрах Земли и как формировалась наша планета. Во-вторых, данное исследование существенно расширяет возможности для создания новых материалов, в том числе высокотемпературных сверхпроводников. В-третьих, новый материал можно использовать в качестве основы для прессов, способных развивать подобные сверхвысокие давления: по сути, давление 1 терапаскаль не предел, просто материал наковальни (кристаллический алмаз) не выдерживает большей нагрузки. И наконец, новый материал можно использовать при создании рассеивающих линз для рентгеновских приборов.

Анатолий Снигирёв, заведующий лабораторией рентгеновской оптики БФУ им.И.Канта:

«Мы много лет работает над созданием линз для рентгеновских приборов. Закономерность проста: чем легче и плотнее материал, тем лучше. Поэтому пробуем разные материалы. Например, много работали с бериллием, но у него мелкозернистая структура, которая проявляется в результатах исследований. Есть и другие недостатки. Несколько лет назад мы начали работать с алмазами. Но новые наноалмазные шарики — совершенно уникальный материал: он сверхпрочный, прозрачный и лёгкий. Мы уже договорились с коллегами, что продолжим работу по использованию таких шариков в качестве линз. Это негативные линзы, но с потрясающими характеристиками. Часть опытов мы проведём в Калининграде, в нашей лаборатории в БФУ им.И.Канта».

Анатолий Снигирёв


 

Название: В исследовании и применении сверхпрочных наноалмазов принимали участие учёные БФУ им.И.Канта

Картинка для анонса: 

Детальное описание: Международный коллектив учёных, включая Анатолия Снигирёва (заведующий лабораторией рентгеновской оптики БФУ им.И.Канта) и Петра Ершова (аспиранта лаборатории), провели исследования сверхпрочных наноалмазов. Это шарики размером 10-20 микрометров (то есть в 1 миллиметре в линию можно поместить 50-100 таких шариков), которые выдерживают давление в 1 терапаскаль (10 миллионов атмосфер), что почти в три раза превышает давление в центре Земли.

Руководили исследованием учёные Наталья и Леонид Дубровинские (Университет Байройта, Германия). Именно им принадлежит технология создания таких шариков. Сначала создаются шарики из нанокристаллических алмазов, для этого так называемый стеклоуглерод сжимается при давлении в 177 тысяч атмосфер при температуре в 2000 градусов Цельсия. Затем те алмазные шарики, которые оставались прозрачными, подвергаются повторному сжатию до 220 гигапаскаль (2,2 миллиона атмосфер).

Наноалмазный шарик. © Dubrovinskaia et al. Sci. Adv. 2016; 2 : e1600341

Анатолий Снигирёв, заведующий лабораторией рентгеновской оптики БФУ им.И.Канта:

«Перед нами стояла задача понять, что происходит с алмазными микросферами при таком давлении. Обычный оптический микроскоп не позволяет рассмотреть образец микронных размеров в камере высокого давления, наковальни которой сделаны тоже из алмаза. Мы предложили коллегам использовать разработанный нами метод фазово-контрастной микроскопии, которая позволяет рассмотреть процесс в рентгеновском излучении». 

Наноалмазные шарики в рентгеновском излучении

Статья о создании нового сверхпрочного материала вышла в престижном научном журнале «Science Advances». Как отмечают рецензенты, исследование настолько многоаспектно, что вызовет интерес у физиков, химиков и даже геологов. Во-первых, результаты исследования позволяют лучше понять, какие процессы происходят в недрах Земли и как формировалась наша планета. Во-вторых, данное исследование существенно расширяет возможности для создания новых материалов, в том числе высокотемпературных сверхпроводников. В-третьих, новый материал можно использовать в качестве основы для прессов, способных развивать подобные сверхвысокие давления: по сути, давление 1 терапаскаль не предел, просто материал наковальни (кристаллический алмаз) не выдерживает большей нагрузки. И наконец, новый материал можно использовать при создании рассеивающих линз для рентгеновских приборов.

Анатолий Снигирёв, заведующий лабораторией рентгеновской оптики БФУ им.И.Канта:

«Мы много лет работает над созданием линз для рентгеновских приборов. Закономерность проста: чем легче и плотнее материал, тем лучше. Поэтому пробуем разные материалы. Например, много работали с бериллием, но у него мелкозернистая структура, которая проявляется в результатах исследований. Есть и другие недостатки. Несколько лет назад мы начали работать с алмазами. Но новые наноалмазные шарики — совершенно уникальный материал: он сверхпрочный, прозрачный и лёгкий. Мы уже договорились с коллегами, что продолжим работу по использованию таких шариков в качестве линз. Это негативные линзы, но с потрясающими характеристиками. Часть опытов мы проведём в Калининграде, в нашей лаборатории в БФУ им.И.Канта».

Анатолий Снигирёв


 

Детальная картинка: Array