Химики МФТИ и «Сколтеха» сумели подобрать список кандидатов на роль полноценной замены алмазов в головках буровых установок и других режущих инструментах, сообщает РИА «Новости». Описание возможных «убийц бриллиантов» представлено в Journal of Applied Physics.

«Мы создали своеобразную дорожную карту, которая поможет нашим коллегам-экспериментаторам выбрать удачные направления для поисков новых сверхтвердых материалов. Вычислительные методы помогут нам упростить эти поиски, сделав их более точными, дешевыми и быстрыми», – заявил сотрудник «Сколтеха» и Московского Физтеха Александр Квашнин.

В своей новой работе известный российский химик Артем Оганов, Александр Квашнин, а также их коллега, аспирант «Сколтеха» Захид Аллаяри (Zahed Allahyari) использовали новую версию алгоритма USPEX для поиска материала, который бы не уступал алмазу по твердости и износостойкости.

В этих поисках ученые использовали не конкретные комбинации элементов, а фактически всю таблицу Менделеева, перебрав комбинации самых разных элементов в попытках найти достойную альтернативу самому твердому минералу.

Пока ни один из уже известных и предсказанных учеными материалов не может приблизиться к алмазам по твердости или стойкости к повреждениям. Тем не менее, некоторые из ранее неизвестных веществ оказались достаточно перспективными для того, чтобы попытаться их синтезировать.

Так, например, ученые неожиданно обнаружили подобные свойства у гидрида марганца, материала, который, как считали Оганов и его коллеги, не мог обладать твердой фазой. Тем не менее, он оказался более твердым, чем стишовит, сверхтвердая форма двуокиси кремния, возникающая при ударах метеоритов, хотя и несколько менее износостойким.

По словам Квашнина, сейчас он участвует в проекте по синтезу пентаборида вольфрама, одного из сверхтвердых веществ, наиболее близких по своим характеристикам к алмазам. Он надеется, что эти опыты, а также последующие расчеты при помощи USPEX, помогут ученым понять, что именно управляет твердостью и прочностью разных материалов и создать достойного конкурента для алмазов.

Москва, Иван Гридин

© 2019, РИА «Новый День»