Графит превращается в алмаз не по единому атомному сценарию: маршрут зависит от масштаба исходной углеродной структуры и температуры. Это показали авторы работы в Nature Communications, совместив атомистическое моделирование с синтезом при высоких давлении и температуре.

В расчётах устойчивым алмазоподобным зародышам предшествовали кратковременные связи между слоями графита. Проверить этот момент обычно трудно: зародыши возникают и растут слишком быстро. В опытах с многослойными углеродными нанотрубками радиальное ограничение замедлило рост и позволило зафиксировать алмазные частицы размером 2–6 нанометров.

В высокоориентированном пиролитическом графите повышение температуры меняло ведущий механизм роста с межслойного на внутрислойный. От этого зависело появление двойниковых границ и прослоек гексагонального алмаза при объединении кристаллических зёрен.

Результат не обещает дешёвые алмазы завтра: это исследование механизма, а не новая промышленная линия. Зато оно объясняет, почему прежние модели перехода расходились, и даёт основу для более осознанного управления микроструктурой синтетического алмаза.