О «луковицах» и алмазах

День святого Валентина, если судить по графику мероприятий, Троицк никак не отмечал. Зато 14 февраля в здании на Сиреневом, 1, где на третьем этаже по соседству с ГБУ «МБМ» и коворкинг-центром располагается офис Троицкого инновационного кластера, прошёл I городской научный семинар «Новые материалы, лазерные и радиационные технологии».

Выступал директор ТИСНУМа Владимир Бланк, и тема его доклада – «Фазовая диаграмма углерода и чем ограничены размер и количество алмазов в природе» – стала только затравкой для более чем часовой беседы, на которую пришли учёные из ТИСНУМа, ИЯИ, ИСАНа, ТРИНИТИ… Именно таким, межинститутским событием, на котором троицкие физики могли бы узнать о новых работах друг друга, и видит этот цикл лекций директор-координатор Троицкого инновационного кластера Виктор Сиднев.

Кто построит лифт?   

Кластер организовывал семинары и раньше, например, 27 декабря Сиднев выступал с лекцией «Как продать свой бизнес». Проходят научные лекции и в Доме учёных, так же как и разговоры с экспертами после просмотра научных кинофильмов. Но они, как правило, носят научно-популярный характер и нацелены на то, чтобы рассказывать о троицкой науке всем горожанам. Новый семинар больше для учёной публики, но открытый для всех. «Мы считаем, что площадка должна быть городской», – подчеркнул Виктор Сиднев, открывая семинар.

«Почему интересны углеродные материалы? – начал выступление Владимир Бланк. И отвечает: – Они решают простую школьную задачку: можно ли построить лифт на Луну? Ответ – да, можно. Если были бы деньги, такой лифт, вернее канат для лифта, наш институт сделал бы года за
полтора-два. Углеродная двух-трёхслойная нанотрубка позволяет решить эту задачу».

Как в мантии Земли  

Космический лифт – только затравка для беседы. Главная часть доклада – об исследованиях перехода алмаз-графит при сверхвысоких давлениях, сделанных в ТИСНУМе. Классические исследования в районе тройной точки углерода (около 4000 К и 10 ГПа) говорят, что алмаз стабилен от этих давлений и, по крайней мере, до непредставимых 1000 ГПа. «Это значит, в недрах любой планеты всегда будет алмаз», – пояснил Бланк. Однако затем физики засомневались: возможно, на графике существуют области, в которых будет стабилен графит. В ТИСНУМе провели ряд опытов.

«Алмаз активно образовывался до примерно 35 ГПа, дальше, при 50–60 ГПа, его появление прекращалось, и при 70–90 ГПа появлялись луковичные структуры углерода, похожие на пузырьки воздуха в кипящей воде, – сказал Бланк. – А при 127 ГПа графит исчезает и, что совсем странно, в образце снова образуется алмаз».

Что это даёт? Геофизическая сторона исследования показывает, где могут расти алмазы, а где нет. Например, от 1200 до 2800 км внутри Земли будут образовываться не алмазы, а те самые «луковицы». «Образование алмазов происходит в очень узкой области в верхней мантии Земли», – резюмировал Бланк. Кроме того, работы могут натолкнуть на поиск новых материалов, обладающих совершенно иными свойствами, чем алмаз.

Третий путь 

Как известно, сегодня способов получить искусственный алмаз два: CVD (химического осаждения из газовой фазы) и HPHT (высоких давлений и температур). «Но есть и третий – из потустороннего мира! – добавил Владимир Бланк. – И это не из области религии!»

Лекция закончилась, дальше – беседа. Почему искусственные алмазы незаменимы в рентгеновской оптике, как тиснумовские пластины поставляются на линейный ускоритель в Паханге (Южная Корея) и почему скупой платит дважды…

Настал черёд и для моего вопроса. Что это за третий путь получения алмазов? «Нам тоже казалось – все методы известны, а выяснилось, что можно реально думать в ином направлении, – отвечает директор ТИСНУМа. – Это связано с процессом получения полупроводниковых алмазов.
У них есть существенные отличия. Похоже, полностью меняется не только кинетика, но и равновесные условия, а это требует других подходов». А подробнее? «Подождите совсем немножко! Во всяком случае, алмазы растут, и это реальные монокристаллы, сейчас мы их исследуем, они другой кристаллогеометрии, с другими свойствами, очень странными…»

Семинар получит продолжение, и у Виктора Сиднева уже есть предварительные договорённости с выступающими. Среди них будут учёные не только из Троицка. Это генеральный конструктор РФ по лазерным системам Сергей Гаранин, специалист по исследованиям мозга Татьяна Черниговская, нейробиолог, руководитель отдела нейронаук Курчатовского института Константин Анохин. О предстоящих кластерных мероприятиях можно будет узнать на сайте cluster.troitsk.ru.

Владимир МИЛОВИДОВ,

фото автора