В Институте химии твердого тела и механохимии СО РАН готовят исходное вещество, из которого потом создают алмазы на установке Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН.

На станции синхротронного излучения (СИ) в ИЯФ ученые исследуют быстропротекающие процессы в твердом теле. В специальной камере реализуются экстремальные условия, при которых можно получать алмазы: температура порядка 5 тыс. градусов и давление до миллиона атмосфер. Из двухсот граммов исходного материала, помещенного туда, образуется примерно 30 граммов алмазов.

Вещество для этого превращения создают в ИХТТМ:

«Наш институт готовит некое «тесто для пирожков», потом его помещают в «печку» — камеру — и тогда формируются алмазы», — объясняет заведующий лабораторией методов синхротронного излучения ИХТТМ СО РАН, доктор химических наук Борис Петрович Толочко. 

Фото Натальи Бобренок

Ученые начинали с создания алмазов размером порядка 50 ангстрем, но сейчас увеличили их величину до микрона. Полученный материал уже нашел применение в промышленности: его широко используют в микроэлектронике и для создания твердых инструментов.

Алмазы, изготовленные в лабораторных условиях, физически и химически ничем не отличаются от природных, но стоят существенно дешевле: около 40 тысяч рублей за килограмм. Теперь основная задача исследователей — получить не нанопорошок, а кристаллы, измеряющиеся в миллиметрах и сантиметрах, причем создавать их дешевым и быстрым способом.

Также в ИЯФ СО РАН в этом году начали эксперименты на новом, третьем в институте, лазере на свободных электронах. Изначально комплекс закладывался для работ по фотохимии (она изучает течение химических реакций под действием излучения), но также представляет интерес для биологов, геологов, медиков и специалистов из других областей. Уже сейчас ученые из ФИЦ Институт цитологии и генетики СО РАН исследуют воздействие терагерцового излучения на биологические объекты и испытывают биочипы (устройства, использующиеся для диагностики болезней). 

При работе с СИ накопитель производит как побочный продукт еще и рентгеновское излучение: его также используют в работе, например, при калибровке спутников. 

«Аппараты, наблюдающие за Солнцем в мягком рентгеновском диапазоне, приходится поставлять на орбиту, так как это излучение не проходит сквозь атмосферу. Показания приборов спектрометра затем нужно связать с количеством фотонов, которые приходят в его апертуру», — объясняет старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН кандидат физико-математических наук Антон Николенко. Источник такого света в лабораторных условиях позволяет заранее откалибровать оборудование: без этого последнее не выпускают на орбиту.