Суперкомпьютерное моделирование показывает, как создать «супералмазы»

Предыдущее попытки создать кристалл BC8 в лаборатории провалились, моделирование с помощью суперкомпьютера подсказывает, как создать сверхпрочный алмаз.

Американские исследователи использовали суперкомпьютер Frontier для моделирования создания восьмиатомной объемно-центрированной кубической структуры (BC8). Это кристаллической фаза, в которую теоретически должен переходить углерод в условиях экстремально высокого давления. Теоретические оценки предсказывают, что материал должен быть прочнее алмаза.

Алмаз — самый прочный из известных природных материалов. Под воздействием экстремальных температуры и давления под поверхностью Земли пять атомов углерода связываются образуя кристаллическую решетку. Модели показывают, что в аналогичных условиях на богатых углеродом экзопланетах должны формироваться кристаллы с решеткой из восьми атомов. Теоретически такой «супералмаз» должен быть на 30% прочнее земного аналога.

Предыдущие попытки синтезировать фазу BC8 в лаборатории не увенчались успехом. Поэтому ученые использовали суперкомпьютер, чтобы смоделировать условия, необходимые для создания этих структур. Исследователи использовали моделирование атомно-молекулярной динамики, чтобы понять метастабильность алмазов под высоким давлением. Используя машинное обучение, ученые определили взаимодействия между атомами при различных комбинациях температуры и давления.

Теперь мы можем точно моделировать временную эволюцию миллиардов атомов углерода в экстремальных условиях в экспериментальных масштабах времени и длины. Мы предсказали, что посталмазная фаза BC8 будет экспериментально доступна только в узкой области высокого давления и высокой температуры фазовой диаграммы углерода.

Иван Олейник, профессор физики и соавтор исследования

Результаты моделирования показывают, почему провалились предыдущие попытки синтеза BC8. Это также дает подсказку о том, как кристалл может быть создан в лаборатории.


Читать далее:

Магнитную левитацию испытали на обычной железной дороге

Опубликовано видео с самым быстрым роботом в мире

Японские фермеры красят коров под зебр, чтобы «спасти животных от стресса»

Иллюстрация на обложке: Mark Meamber/LLNL

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Астрономы сфотографировали «детство Вселенной» до появления галактик
Космос
Прощальные кадры: лунный модуль сфотографировал закат на Луне
Наука
Гены загадочных предков людей повлияли на работу мозга, показало исследование
Наука
В Петербурге открыли лабораторию для создания компьютеров, которые имитируют работу мозга
Наука
Телескоп «Евклид» показал 26 млн галактик: опубликованы первые результаты миссии
Космос
Крошечных морских животных увеличили в пять раз, чтобы рассмотреть их клетки
Наука
В Сеченовском Университете появится «умная» операционная 
Новости
Операторы связи начали заменять китайское оборудование на российское
Новости
В России хотят обязать использование отечественных процессоров для ИИ
Новости
Посмотрите на первого робота-гуманоида Nvidia в действии
Новости
Образцы с обратной стороны Луны показали, какой она была в прошлом
Космос
Морские интернет-кабели научились «прослушивать» на предмет саботажа
Новости
Нового рекорда на термоядерном синтезе добились в России
Наука
Российские ученые разработали материалы для памяти будущего  
Наука
Выяснилось, какие мутации ДНК ускоряют старение  
Наука
«Суперджет» с российскими двигателями ПД-8 впервые поднялся в воздух
Новости
Светочувствительные нановолокна ускорили рост нейронов  
Наука
ChatGPT может «заболеть» тревожностью и депрессией, но есть способ его «успокоить»  
Новости
Москва сократила выбросы углерода на 190 000 тонн благодаря электробусам  
Новости
Игуаны совершили рекордное путешествие миллионы лет назад: они проплыли по океану 8 000 км
Наука