Международная группа исследователей совершила прорыв в поиске сверхтвёрдых материалов, способных составить конкуренцию алмазу. С помощью алгоритма USPEX ученые проанализировали тысячи комбинаций химических элементов, выявив несколько перспективных соединений с уникальными характеристиками.
Как сообщают исследователи, разработанный алгоритм демонстрирует исключительную точность прогнозирования — свыше 90% для известных сверхтвёрдых материалов. Это позволяет с высокой долей уверенности предсказывать свойства еще не синтезированных соединений.
Особый интерес представляет гидрид марганца, который ранее считался неспособным образовывать твёрдую фазу. Расчеты показали, что этот материал превосходит по твёрдости стишовит — редкую форму диоксида кремния, образующуюся при метеоритных ударах.
Параллельно ведется работа над синтезом пентаборида вольфрама — одного из наиболее перспективных конкурентов алмаза. «Этот материал демонстрирует характеристики, максимально приближенные к алмазу», — отмечают исследователи.
Хотя ни один из изученных материалов пока не превзошел алмаз по совокупности параметров, несколько новых соединений уже готовы к лабораторному синтезу. Ученые рассчитывают, что дальнейшие исследования помогут раскрыть механизмы твёрдости и создать принципиально новые материалы для буровой и обрабатывающей промышленности.
Разработка ведется в рамках глобального научного проекта по поиску альтернатив алмазу — материала, который сохраняет статус эталона твёрдости уже несколько столетий.