Алмазы

Мне четырнадцать, и в тот день я решила провести безумный эксперимент. Я с первых дней увлечения наукой очень заинтересовалась аллотропией – представляете, одно и то же вещество химически, но с разным строением кристаллической решетки выглядит по-другому, а порой и обладает совершенно иными свойствами! Мой первый опыт лет в семь был с обращением красного фосфора, который, по сути, был инертным, в белый, который – о чудо! – светился в темноте. Это было волшебство! Но сегодня… сегодня я ни много ни мало решила сделать другую аллотропию углерода, а проще – алмаз.

Я несколько месяцев штудировала различную литературу, но методы, которые предлагались, мне не особо подходили. Там использовалось сжатие угля огромными давлениями (до нескольких гигапаскалей!) при высокой температуре (выше 1500 градусов Цельсия!). Конечно, я могла бы, наверное, создать такие условия, если бы у меня был сверхмощный пресс и плазменная горелка (и если бы меня не лишили карманных денег на ближайшие сто лет за внеплановое задымление гаража), но хотелось бы что-то менее экстремальное. И тут мне пришла мысль: управление кристаллизацией!

Мой реактор, собранный из подручных средств (мама бы меня убила, если бы знала, что я таскаю ее стеклянные емкости), был готов. Внутрь я поместила специально подготовленную подложку с тончайшим слоем катализатора – наночастиц редкоземельного элемента церия (Ce). Церий, как я вычитала, способен стимулировать рекристаллизацию углерода в плотные структуры. Затем я аккуратно закачала туда газообразный метановый реагент – обычный метан (CH4), который под действием небольшой температуры и сложного танца химических реакций должен был разлагаться на поверхности катализатора.

Идея заключалась в том, чтобы управляемо осаждать атомы углерода, заставляя их кристаллизоваться не в привычную графитовую гексагональную решетку с sp2-гибридизацией, а в плотную, прочную гранецентрированную кубическую решетку с sp3-гибридизацией, характерную для алмаза. Мои нервные клетки (а их, поверьте, в четырнадцать лет не так уж и много) уже были на пределе.

После первых двух провальных попыток, когда на подложке образовывалась лишь какая-то неприглядная сажа (привет, графит!), на третий раз я внесла корректировки в температуру и давление. Вся кухня пропахла не то чтобы розами, но мне было все равно. Я задержала дыхание, когда, наконец, открыла емкость. Сначала ничего особенного – раствор был мутным, и казалось, что снова ничего не вышло. Но когда я поднесла емкость к включенной настольной лампе, на дне, совсем крошечные, едва различимые невооруженным глазом, точки начали переливаться всеми цветами радуги!

Это было не просто подтверждение теории, это было... моё, пусть и микроскопическое, волшебство. В мой домашний микроскоп кристаллики были видны прекрасно – это были не идеальные, но абсолютно безошибочно узнаваемые грани микроалмазов! Мы с семьей еще долго любовались этим невероятным зрелищем. Даже мама, обычно скептически настроенная к моим экспериментам, на этот раз замолчала с открытым ртом. И, конечно, сразу спросила, можно ли их вставить в кольцо, но я гордо объяснила, что это "научные образцы!". И да, именно церий, как выяснилось, был идеальным катализатором для моего безумного, но такого успешного эксперимента.

Nat~