Есть ли что-нибудь тверже алмаза?

Алмазы ценятся за их твердость. В ювелирных изделиях они могут служить вечно. В качестве лезвий или сверл они могут проникать практически во все, не разрушаясь. В виде порошка алмазы полируют драгоценные камни, металлы и другие материалы.

Так есть ли что-нибудь тверже алмаза? 

Для большинства практических целей алмаз по-прежнему остается самым твердым материалом, поясняет Ричард Кейнер, специалист по химии материалов из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Существуют способы создания бриллиантов, которые тверже стандартных драгоценных камней. И есть другие материалы, которые теоретически могут быть тверже алмаза, но их не существует в форме, которую вы могли бы держать в руке или широко использовать.

Хотя любой, кто носит кольцо с бриллиантом, может подтвердить долговечность кристалла, важно понимать, что "твердость" означает нечто очень специфическое для ученых, говорит Пол Азимов, геохимик из Калифорнийского технологического института. Его часто путают с другими качествами, такими как жесткость или прочность. Эти факторы иногда, но не всегда, коррелируют с твердостью.

Ученые измеряют твердость несколькими различными способами. Геологи часто полагаются на сравнительный показатель, называемый шкалой твердости Мооса, способ идентификации минералов в полевых условиях на основе того, могут ли они поцарапать друг друга. Бриллиант равен 10 — верхней точке шкалы, что означает, что им можно поцарапать практически все. Мягкий, рассыпчатый тальк равен 1.

В лаборатории материаловеды полагаются на более точное измерение, называемое тестом твердости по Виккерсу, который определяет твердость материала на основе силы, необходимой для вдавливания в него заостренного кончика (чтобы визуализировать это, представьте, что вы втыкаете карандаш в резиновый ластик).

Алмаз состоит из атомов углерода, расположенных в виде кубической решетки, удерживаемых вместе короткими прочными химическими связями. Эта структура придает ему знаменитую твердость. Большинство материалов, которые утверждают, что они тверже алмаза, получают в результате незначительного изменения классической кристаллической структуры алмаза или замены некоторых атомов углерода атомами, такими как бор или азот.

Главным претендентом на звание материала тверже алмаза является лонсдейлит. Как и алмаз, лонсдейлит состоит из атомов углерода, но они расположены в виде гексагональной кристаллической структуры, а не кубической.

Лонсдейлит очень загадочен. До недавнего времени его находили в крошечных количествах, в основном внутри метеоритов, и было неясно, считается ли он отдельным материалом или это просто дефект в стандартной кристаллической структуре алмаза.

Недавно группа ученых обнаружила в метеоритах кристаллы лонсдейлита микронного размера - все еще крошечные, но гораздо более крупные кристаллы, чем предыдущие находки. По словам Азимоу, это придает минералу больше достоверности. Другие ученые сообщили о получении лонсдейлита в лаборатории, хотя кристаллы существовали всего долю секунды.

Играя с наноразмерной структурой алмаза, можно также получить материал, который будет тверже обычного алмаза. Материал, состоящий из множества крошечных кристаллов алмаза, будет тверже монокристалла алмаза ювелирного качества. Сообщается, что "нанообработанные" алмазы, в которых зерна образуют зеркальное отражение друг друга, вдвое тверже обычных алмазов.