Чтобы графит стал алмазом
Изучая свойства драгоценных камней, ученые пробовали нагревать их, чтобы проверить, как поведут они себя при высокой температуре. Почти все камни на глазах меняли свой цвет, и это было удивительно. Но больше всех драгоценных камней удивил исследователей алмаз – он взял да и исчез.
Это произошло в 1694 году, когда ученые Флорентийской академии наук решили проверить, что будет, если нагреть алмаз. Нагревали двумя большими линзами, которые могли с необыкновенной силой концентрировать солнечные лучи. В фокусе температура поднималась до 1000 градусов! И вот стали нагревать камешек алмаза. Он нагревался, нагревался и вдруг на глазах у потрясенных почтенных академиков испарился! Алмаза не было видно, словно он не лежал только что на столе, где проводился опыт. Многие из наблюдавших за опытом решили что это просто фокус. Кто–то даже посчитал, что это проделки темных сил. Исследователей лее это навело на мысль, что алмаз – вещество горючее.
Прошло 80 лет, и французский ученый Лавуазье снова провел опыты с нагреванием различных веществ. На этот раз нагревание производилось одной двояковыпуклой линзой. Лавуазье попробовал нагреть кусок железа, и оно, конечно, расплавилось. Золото поддалось еще быстрее. Ни за что не хотела плавиться платина. Уголь, который был на очереди следующим, сгорел без остатка. Затем Лавуазье поместил в сосуд из тугоплавкого стекла бриллиант. Ученый догадывался, что произойдет с ним. Сверхстойкий Камень должен сгореть. Так и произошло. Бриллиант, страдая от нестерпимой жары, вспыхнул ярким прекрасным пламенем и исчез. Сгорел без остатка.
Теперь нам легко объяснить, почему это произошло. Ведь мы знаем, что алмаз состоит из углерода. Такой же химический состав имеет другой минерал – графит. Только атомы углерода располагаются в нем иначе. При нагревании и графит, и алмаз сгорают, превращаясь в углекислый газ.
Французский ученый Лавуазье
А нельзя ли в таком случае получить алмаз искусственным путем из того же графита? Ведь для того, чтобы он образовался в природе, нужны века. А тут бери графит, перестраивай атомы углерода в таком порядке, какой он бывает у алмаза, – и все готово. Но это только легко сказать. А как это сделать на практике? К каким только ухищрениям ни прибегали, чтобы получить искусственный алмаз. Иногда при нагревании графита или других углеродистых веществ удавалось получить какие–то прозрачные твердые кристаллы. Но потом оказывалось, что ничего общего с природным алмазом у них нет. А ведь алмаз – это не только камень большой ювелирной ценности. Он обладает высокой технической ценностью – это самый твердый природный минерал.
Много было сделано попыток в получении искусственного алмаза. Но лишь в середине XX века пришел к ученым настоящий успех. Это произошло в Швеции. При огромных давлениях и температурах – ведь именно такие условия нужны для образования природного алмаза – был получен первый искусственный алмазик. Для этого использовали мощнейшие прессы. А веществом, которое . превращали в алмаз, был все тот же обыкновенный графит, из которого делают стержни для простых карандашей.
Через два года американским ученым удалось синтезировать алмаз. А в конце 50–х годов XX века алмазные кристаллы получили и наши ученые. Алмаз родился при температуре 2000 градусов, при давлении 50 тысяч атмосфер!
Небольшими и совсем невзрачными были первые искусственные кристаллы царя камней и минералов. Но ведь кроме алмазов–царей, лучистых и служащих для ювелирных украшений, нужны и алмазы–рабочие, которые будут приносить пользу в промышленности. Самая главная задача – наладить их производство в больших количествах. И эта задача была решена.
Теперь в промышленности алмаз почти первый друг и помощник. Непревзойденная твердость алмаза находит тысячи применений. Он нужен при гранении, полировании, шлифовке, заточке, резании, гравировании. Алмазный диск не толще бумаги позволяет измерять температуру звезд: телескоп на борту самолета поднимают в верхние слои земной атмосферы, он фокусируется на звезде, а в это время алмазную пластинку помещают на пути светового луча. Она улавливает тепло далекого небесного тела и передает его датчику* Алмаз очень хороший проводник тепла, и термометры на его основе улавливают тысячные доли градуса.