Физики создали нанокристаллический аэрогель на основе углерода, структура которого напоминает алмаз, а плотность всего в 40 раз больше плотности воздуха. Ученые описали новый материал в статье в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences , а коротко их результаты приведены в пресс-релизе Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса.

Аэрогелями называют материалы, структура которых напоминает гель, у которого жидкая фаза заменена на газообразную. Такие материалы, обладая очень низкой плотностью, могут быть при этом весьма твердыми и прочными. Благодаря своим свойствам аэрогели считаются перспективными материалами для использования в научной деятельности и в промышленности. Например, аэрогели применялись в "ловушке" аппарата Stardust, который собрал вещество кометы 81P/Вильда.

Авторы новой работы создавали аэрогель из фрагмента аморфного углерода, который помещался в алмазную наковальню - устройство, которое позволяет сжимать находящийся в нем образец до чрезвычайно высоких давлений. Для сжатия используются два алмаза, которые сдвигаются, оказывая давление на образец. В данной работе физики сжимали фрагмент аэрогеля на основе углерода нагретый до 1,2 тысячи градусов Цельсия до давления 200 тысяч атмосфер. Такие условия имитируют условия в недрах Земли, при которых происходит превращение аморфного углерода в алмаз. В данном случае также произошла перестройка кристаллической решетки углерода.

Для того чтобы сохранить структуру аэрогеля, ученые, перед тем, как начать сжатие, заполнили его поры инертным газом неоном. При огромных давлениях, достигнутых в ходе эксперимента, неон перешел в состояние твердого тела и не дал материалу разрушиться.

В ближайшее время авторы планируют разработать более простую и пригодную для промышленного применения методику получения алмазных аэрогелей - способ с использованием алмазной наковальни позволяет получать фрагменты аэрогелей микрометровых размеров.