Исследователи из Токио разработали принципиально новый метод создания искусственных алмазов. В отличие от традиционных подходов, требующих экстремальных давлений и температур, этот способ использует контролируемое электронное облучение органических молекул. Команда ученых обнаружила, что направленное воздействие электронного луча на молекулы адамантана (C₁₀H₁₆) — углеводорода с тетраэдрической структурой, аналогичной алмазу, — позволяет преобразовать их в наноалмазы без дефектов. Ключевым моментом стало расщепление связей углерод-водород с последующим формированием новых связей углерод-углерод и образованием трёхмерной алмазной решётки.
Для наблюдения за процессом с атомарным разрешением учёные применили просвечивающую электронную микроскопию (ПЭМ). Кристаллы адамантана облучались электронами с энергией 80–200 кэВ в вакууме при температурах от 100 до 296 Кельвинов. Этот подход не только позволил проследить формирование наноалмазов, но и продемонстрировал потенциал ПЭМ для изучения контролируемых реакций в органических молекулах. В результате процесса образуются наноалмазы кубической структуры диаметром до 10 нанометров с выделением газообразного водорода.
Это открытие имеет значительные научные и практические перспективы, предоставляя учёным новые инструменты для изучения и управления химическими процессами на атомарном уровне. Оно подтверждает гипотезы об образовании алмазов в метеоритах и ураносодержащих породах под воздействием высокоэнергетического излучения. Также метод открывает перспективы для создания легированных квантовых точек, необходимых для квантовых вычислений и сенсорных технологий. Исследование демонстрирует, что электронные лучи могут не разрушать, а направленно преобразовывать органические молекулы.
А китайский искусственный алмаз превосходит натуральные по твердости.