Фізики розробили технологію консервації високобаричних станів матеріалів всередині алмазних кристалів.

художня ілюстрація: капсула аргону всередині кристала алмазу, доступна для вивчення за допомогою різних методів спостереження. Зображення: Charles Zeng

Група дослідників з центру передових досліджень науки і технологій високого тиску (HPSTAR) і Стенфордського університету створила технологію компактного зберігання матеріалів під високим тиском. Вчені помістили стиснутий аргон всередині капсул з нанорозмірними стінками з алмазу.

Вони стиснули скловуглець, аморфну форму пористого вуглецю, разом з газоподібним аргоном до 50 ГПа. Це приблизно в 500 тис. разів більше нормального атмосферного тиску, а потім нагріли зразок до температури понад 1 800 °С.

Скловуглець, при звичайних умовах газонепроникний, при високих тисках поглинає аргон, як губка. Спільне використання тиску і температури перетворює вуглець в алмаз. В результаті твердий аргон під високим тиском виявляється замкненим і утримується в порах міцного каменю.

Після охолодження новий матеріал поводиться як нанокристалічний алмазний композит. Численні пори матеріалу – це крихітні алмазні капсули, заповнені аргоном. Дослідження показало, що всередині таких капсул утримується залишковий тиск аргону 22 ГПа. При цьому газ захищений тільки тонкою оболонкою товщиною в 1 нм.

Дослідники відзначають, що запропонований метод можна використовувати не тільки для аргону, але і для інших матеріалів. При цьому високобаричні структури всередині тонких алмазних капсул легко вивчати за допомогою різних діагностичних методів. Це допоможе більше дізнатися про атомну структуру, склад і характер зв’язків. Крім того, такі матеріали можуть стати в нагоді для створення компактних датчиків і фізичних пристроїв.