Российские ученые запатентовали новый способ получения зародышей алмаза в пузырьках пара. Ожидается, что метод позволит сократить энергетические и материальные затраты на получение материала и существенно уменьшить экологические риски при синтезе продукта.  

Ученые из Института геохимии и аналитической химии РАН запатентовали способ получения зародышей алмаза в пузырьках пара, образующихся при падении давления в жидкости (кавитация). Об этом сообщает пресс-служба Минобрнауки России. Новый метод позволит удешевить процесс добычи зародышей алмазов, а также существенно уменьшить экологические риски. 

В настоящее время в мире распространены два промышленных метода синтеза алмазов: взрывной и осаждения из газовой фазы. В обоих случаях получаются макроматериалы, то есть либо алмазные пленки, либо алмазная шихта. Способ, который предложили российские ученые, позволяет получать раздельные частички алмаза нанометрового размера без последующего роста. Как утверждают авторы исследования, именно такой размер сегодня наиболее ценен. Алмазы, созданные в лаборатории, можно использовать в квантовой физике, биологии, материаловедении, а также в микроэлектронике, медицинской диагностике для создания нанокомпозитов, катализаторов и так далее. Кроме того, новый способ позволяет не использовать вредные кислоты для очистки продуктов синтеза. 

Ученые также построили специальную установку. Она относительно проста в использовании и не требует специальных дополнительных устройств. Так, в установке использованы стандартные компоненты (насос, пневмозадвижка и др.), которые можно использовать без сложного монтажа и условий технического обслуживания.

«Уникальное достоинство нового способа и установки — возможность использовать как чистые углеводородные жидкости, содержащие атомы только углерода и водорода, так и растворимые в воде соединения, содержащие дополнительные или «внешние» атомы кислорода, азота, кремния, бора и другие. Это позволяет синтезировать ультрадисперсные алмазы, с добавленными «внешними» атомами — донорами (или акцепторами), необходимыми для формирования полупроводниковых свойств. Такая возможность открывает новое направление в развитии современной микроэлектроники. Люминесценция, возникающая при добавлении в структуру ультрадисперсных алмазов «внешних» атомов, позволяет рассматривать их как инновационное средство медицинской диагностики на клеточном уровне», — рассказал научный сотрудник лаборатории геохимии углерода имени Э.М. Галимова Никита Душенко.

Сейчас установка является исследовательским стендом и используется пока только в научных целях. Требуется дальнейшее развитие ключевых узлов установки для управляемого синтеза наноалмазов.

Добавим, что работа российских исследователей — это развитие идеи академика Галимова о геохимической роли пузырьков пара, возникающих при движении мантийных жидкостей. Теорию ученый выдвинул в 70-е годы. Уже первые эксперименты, проведенные в МГТУ имени Баумана на установке, моделирующей условия этой теории, показали возникновение зародышей алмаза. Отличия установки ученых ГЕОХИ — в принципе непрерывного цикла, а не разового воздействия.