Вла­ди­слав Жда­нов - про­фес­сор НИУ ВШЭ, со­вет­ник ге­не­раль­но­го ди­рек­то­ра - пред­се­да­те­ля прав­ле­ния ОАО «РЖД», до это­го ви­це-­пре­зи­дент «АЛРОСА» (2015-2018 гг.). По спе­ци­аль­но­сти фи­зик. По­лу­чил об­ра­зо­ва­ние в УрГУ (Об­щая и мо­ле­ку­ляр­ная фи­зи­ка), Ди­п­ло­ма­ти­че­ской ака­де­мии МИД, в City University London и Oxford University, РАНХиГС.

По­бе­ди­тель на­ци­о­наль­но­го кон­кур­са Ли­де­ры Рос­сии 2020. Ав­тор ря­да на­уч­ных ста­тей по ис­поль­зо­ва­нию ал­ма­зов в вы­со­ких тех­но­ло­ги­ях. Вла­ди­слав Жда­нов рас­ска­зал R&P об ис­поль­зо­ва­нии син­те­зи­ро­ван­ных и при­род­ных ал­ма­зов в со­вре­мен­ных вы­со­ких тех­но­ло­ги­ях, о трен­дах и пе­р­с­пе­к­ти­вах их по­треб­ле­ния этой сфе­ре.

У вас та­кое раз­но­сто­рон­нее об­ра­зо­ва­ние. Чем за­ин­те­ре­со­ва­ла вас ал­маз­ная те­ма?

По­м­ни­те, как у Вы­со­ц­ко­го – «…з­на­чит ну­ж­ные кни­ги ты в дет­стве чи­тал» - у ме­ня есть со­вер­шен­но за­ме­ча­тель­ный дя­дя, Ана­то­лий Жда­нов, ко­то­рый при­нес мне в да­ле­ком дет­стве две «ал­маз­ные» кни­ги - Ап­по­ло­на Дэ­вид­со­на «Се­силь Родс и его вре­мя» и Геор­гия Сви­ри­до­ва «О­хо­т­ни­ки за ал­ма­за­ми». Я про­чи­тал эти кни­ги мно­же­ство раз, мо­ж­но ска­зать за­бо­лел ал­маз­ной ли­хо­ра­д­кой лет с де­ся­ти – Ки­м­бер­ли, ДеБирс, Зар­ни­ца - но­вая се­ман­ти­ка за­во­ра­жи­ва­ла.

Но это бы­ла тео­ре­ти­че­ская часть, пра­к­ти­че­ское зна­ко­м­ство с ал­ма­за­ми со­сто­я­лось в ме­тал­лур­ги­че­ской ла­бо­ра­то­рии, где все тот же дя­дя Ана­то­лий умуд­ря­л­ся син­те­зи­ро­вать ал­ма­зы, сме­ши­вая гра­фит с по­ро­ш­ка­ми на же­лез­ной ос­но­ве и на­гре­вая все это под дав­ле­ни­ем – да, ал­ма­зы бы­ли мел­ко­дис­пе­р­с­ные, не про­из­во­ди­ли впе­чат­ле­ние ни на ла­бо­ран­ток (к рас­строй­ству мо­е­го ха­риз­ма­ти­ч­но­го дя­ди), ни на мо­их од­но­клас­с­ниц (у­вы) – но, для ме­ня это бы­ла ма­ги­я! Так что мой путь к ал­ма­зам на­чал­ся в дя­ди­ной ла­бо­ра­то­рии, где про­ш­ла часть мо­е­го дет­ства. Мо­ж­но с из­ве­ст­ной до­лей са­мо­и­ро­нии ска­зать, что в ал­маз­ном син­те­зе я с 13 лет.

Соб­ствен­но, мое даль­ней­шее об­ра­зо­ва­ние и увле­че­ние до­бы­чей и син­те­зом -­лишь след­ствие про­чи­тан­ных в дет­стве книг и вдох­но­ве­ния от опы­тов в ме­тал­лур­ги­че­ской ла­бо­ра­то­рии. Ра­бо­тая в АК ААЛРОСА в 2015-2018 го­дах, мне по­счаст­ли­ви­лось бли­же узнать про­б­ле­ма­ти­ку до­бы­чи, а та­к­же об­щать­ся с мно­же­ством за­ме­ча­тель­ных кол­лег-­фи­зи­ков, чьи экс­пе­ри­мен­ты с ал­ма­за­ми по­тря­са­ют. Вла­ди­мир Бланк, Сер­гей Вар­та­пе­тов, Ана­то­лий Ви­ха­рев, Алек­сандр Ко­ля­дин, Ви­к­тор Раль­чен­ко, Ро­ман Хмель­ни­ц­кий! Уни­каль­ность ра­бот их ко­манд как с ака­де­ми­че­ской, так и с пра­к­ти­че­ской то­чек зре­ния сло­ж­но пе­ре­о­це­нить! По­жа­луй, в Рос­сии се­го­д­ня сло­жи­лась од­на из са­мых силь­ных в ми­ре школ син­те­за ал­ма­зов, и это без­усло­в­но за­слу­га, в том числе, вы­ше­пе­ре­чис­лен­ных уче­ных. Рос­сий­ские уче­ные и пра­к­ти­ки син­те­за по­сто­ян­но со­вер­шен­ству­ют тех­но­ло­ги­че­ские про­цес­сы, обо­ру­до­ва­ние и ре­жи­мы син­те­за для до­сти­же­ния на­и­бо­лее эф­фек­тив­ных про­цес­сов, поз­во­ля­ю­щих до­бить­ся управ­ля­е­мо­го и за­ко­но­мер­но по­в­то­ря­е­мо­го ре­зуль­та­та, что кри­ти­ч­но для ис­поль­зо­ва­ния син­те­ти­че­ских ал­ма­зов в вы­со­ко­тех­но­ло­ги­ч­ных сфе­рах.

Про­из­во­ди­те­ли син­те­ти­ки на За­па­де по­зи­ци­о­ни­ру­ют ее как тех­но­ло­ги­ч­ную но­вин­ку с при­став­кой «эко» и conflict-free. Нас­коль­ко это со­о­т­вет­ству­ет дей­стви­тель­но­сти?

Син­тез ал­ма­зов сло­ж­но на­з­вать но­вин­кой. Этим тех­но­ло­ги­ям уже по­чти 80 лет. И ес­ли от­бро­сить мар­ке­тин­го­вый кон­текст при­ста­вок ecofriendly и green technology, то, дей­стви­тель­но, лю­бо­пы­т­но срав­нить ка­кой же вид по­лу­че­ния ал­ма­зов – син­тез или при­род­ная до­бы­ча - в боль­шей сте­пе­ни от­ве­ча­ет по­ня­ти­ям «зелe­ных тех­но­ло­гий». И как ока­за­лось, во­прос очень не­про­стой и не­од­но­з­на­ч­ный. От­ча­сти от­ве­ту на не­го по­свя­ще­на на­ша с кол­ле­га­ми из Скол­те­ха не­дав­няя ра­бо­та, от­ра­жен­ная в ста­тье «A Comparative Analysis of Energy and Water Consumption of Mined versus Synthetic Diamonds» и опуб­ли­ко­ван­ная в кон­це ок­тяб­ря в швей­ца­р­ском жур­на­ле Energies (https://www.mdpi.com/1996-1073/14/21/7062/htm). Мы про­а­на­ли­зи­ро­ва­ли от­че­ты Алро­са и ДеБирс за по­след­ние го­ды, бла­го обе эти ко­м­па­нии пре­дель­но тран­с­па­рен­т­ны. В ре­зуль­та­те мы по­лу­чи­ли дан­ные, что сред­нее по­треб­ле­ние энер­гии для про­из­вод­ства од­но­го ка­ра­та ал­ма­зов в этих ко­м­па­ни­ях на­хо­ди­т­ся в ин­тер­ва­ле 96-150 кВт*ч, при­чем, у ДеБи­р­са идет устой­чи­вое по­вы­ше­ние энер­го­эфек­тив­но­сти в по­след­ние го­ды. Соб­ствен­но, ес­ли учи­ты­вать ди­на­ми­ку по­вы­ше­ния эф­фек­тив­но­сти до­бы­чи, то удель­ные за­тра­ты энер­гии на еди­ни­цу про­дук­ции (в на­шем слу­чае ка­рат) яв­ля­ют­ся од­ним из клю­че­вых па­ра­мет­ров как в тех­но­ло­ги­че­ском и от­рас­ле­вом, так и в эко­ло­ги­че­ском смысле.

Та­к­же в ре­зуль­та­те ис­сле­до­ва­ния бы­ло про­а­на­ли­зи­ро­ва­но по­треб­ле­ние во­ды (дан­ные АК АЛРОСА ПАО). В 2018 го­ду для про­из­вод­ства 1 ка­ра­та ал­ма­за АЛРОСА ис­поль­зо­ва­ла все­го 77 ли­т­ров во­ды – хо­тя еще в 2014 го­ду этот по­ка­за­тель, по офи­ци­аль­ным от­че­там, был в ра­зы вы­ше, то есть по­зи­тив­ная ди­на­ми­ка оче­вид­на. Не­об­хо­ди­мо по­яс­нить – боль­шая часть элек­тро­энер­гии, ис­поль­зу­е­мая в АЛРОСА, про­из­во­ди­т­ся соб­ствен­ны­ми гид­ро­элек­тро­стан­ци­я­ми. Кро­ме то­го, во­да про­хо­дит тех­но­ло­ги­че­ские цик­лы очи­ст­ки и ис­поль­зу­ет­ся по­в­тор­но че­рез за­мкну­тый кон­тур, что та­к­же су­ще­ствен­но сни­жа­ет рас­ход и по­вы­ша­ет эф­фек­тив­но­сть.

Та­ким об­ра­зом, мы ви­дим, что эко­ло­ги­че­ская по­ве­ст­ка очень ва­ж­на для двух ли­де­ров ал­маз­ной ин­ду­стрии, тех­но­ло­гии не­пре­ры­в­но со­вер­шен­ству­ют­ся, де­мон­стри­руя по­зи­тив­ную ди­на­ми­ку.

Что ка­са­ет­ся син­те­за, наш «фа­во­рит» – ме­тод High-Pressure-High-Temperature (HPHT)! По на­шим дан­ным и по дан­ным дру­гих ис­сле­до­ва­те­лей (на­при­мер Ali, S.H., 2016), удель­ное по­треб­ле­ние энер­гии со­вре­мен­ных прес­сов со­став­ля­ют все­го лишь не­сколь­ко де­сят­ков кВт*ч на ка­рат. Ого­во­рюсь, что эти по­ка­за­те­ли ка­са­ют­ся си­стем с от­кры­тым кон­ту­ром охла­ж­де­ния. Я по­ла­гаю, что имен­но они яв­ля­ют­ся на­и­бо­лее ра­ци­о­наль­ны­ми и эф­фек­тив­ны­ми. Ес­ли оце­ни­вать HPHT прес­са, ис­поль­зу­ю­щие си­сте­му охла­ж­де­ния по за­кры­то­му кон­ту­ру, то в этом слу­чае при­дeт­ся уве­ли­чи­вать удель­ное энер­го­по­треб­ле­ние при­мер­но в два ра­за – за­кон со­хра­не­ния энер­гии по­ка ни­кто не от­ме­нял - от­вод те­п­ла от 3-х-ки­ло­ват­т­ной ячей­ки HPHT прес­са по­тре­бу­ет до­пол­ни­тель­но­го чи­л­ле­ра. В этом слу­чае по­ка­за­те­ли энер­го­эф­фек­тив­но­сти кон­крет­но­го HPHT про­ек­та по­ни­зят­ся, при­б­ли­жа­ясь к уро­в­ню элек­тро­за­трат при до­бы­че при­род­ных ал­ма­зов. Не­со­м­нен­ным эко­ло­ги­че­ским плю­сом HPHT ме­то­да яв­ля­ет­ся ну­ле­вое по­треб­ле­ние во­ды для син­те­за­!

Вто­рой рас­про­странeн­ный ме­тод син­те­за – CVD. Не­ко­то­рые ис­сле­до­ва­те­ли за­яв­ля­ют ре­зуль­та­тив­ные по­ка­за­те­ли удель­но­го энер­го­по­треб­ле­ния на уро­в­не 77 и 143 кВт*ч на ка­рат, но при этом на­ши соб­ствен­ные на­б­лю­де­ния, по­лу­чен­ные в хо­де ис­сле­до­ва­ния, зна­чи­тель­но скро­м­нее - 215 кВт*ч. В ста­тье «A Comparative Analysis of Energy and Water Consumption of Mined versus Synthetic Diamonds» мы та­к­же учи­ты­ва­ем и опи­сы­ва­ем ча­сто­ту и мо­щ­ность ма­г­не­тро­на, про­из­во­ди­тель­ность ре­а­к­то­ра на его ос­но­ве, мно­го пи­шем про роль азо­та, это­го «сте­ро­и­да» син­те­за – в об­щем ого­во­рок не сче­сть. CVD-­тех­но­ло­гии очень чув­стви­тель­ны к раз­ли­ч­ным фа­к­то­рам, за­ви­сят от мно­же­ства пе­ре­мен­ных (о­со­бен­но­стей ре­жи­мов син­те­за, кон­фи­гу­ра­ции ре­а­к­то­ра, ка­че­ства под­ло­жек, рас­пре­де­ле­ния плаз­мы, со­ста­ва га­зо­вой сме­си и т.д.) В том чис­ле мно­гое, без­усло­в­но, за­ви­сит от ква­ли­фи­ка­ции тех­но­ло­га, спо­соб­но­го на­стро­ить оп­ти­маль­ную тех­но­ло­гию и ре­жим син­те­за.

Дру­ги­ми сло­ва­ми, мы ви­дим ди­а­па­зон удель­ных энер­го­за­трат CVD в рай­о­не 77-215 кВт*ч за ка­рат, он пе­ре­кры­ва­ет ра­нее упо­мя­ну­тый ди­а­па­зон энер­го­за­трат до­бы­чи 96-150 кВт*ч. По­это­му утвер­ж­дать, что лю­бой CVD ал­маз «a priori» бо­лее «эко­ло­ги­ч­ный» (в смыс­ле мень­шей энер­го­за­трат­но­сти, чем при­род­ный) я точ­но не риск­ну. Что ка­са­ет­ся по­треб­ле­ния во­ды - да, CVD-­син­тез пра­к­ти­че­ски не тре­бу­ет во­ды по срав­не­нию с до­бы­чей, по на­шим на­б­лю­де­ни­ям не бо­лее 2-х ли­т­ров на ка­рат, так как во­да ну­ж­на для лишь для уста­но­вок во­до­ро­да, ос­но­вы га­зо­вой сме­си при син­те­зе ме­то­дом CVD.

В ка­че­стве ре­зю­ме от­ме­чу – не все син­те­зи­ро­ван­ные ал­ма­зы пре­вос­хо­дят на­ту­раль­ные по энер­го­эф­фек­тив­но­сти их про­из­вод­ства. Но все син­те­зи­ро­ван­ные ал­ма­зы пре­вос­хо­дят на­ту­раль­ные по во­до­по­треб­ле­нию. Зна­чит ли это что все син­те­зи­ро­ван­ные ал­ма­зы бо­лее «зе­ле­ные» чем на­ту­раль­ные? Счи­таю, что нет, не все.

Ка­ко­во Ва­ше от­но­ше­ние к юве­ли­р­ной син­те­ти­ке?

Ка­юсь, к юве­ли­р­но­му ал­маз­но­му ры­н­ку я рав­но­ду­шен– ни­че­го с со­бой не мо­гу по­де­лать, по­ни­маю, что это драй­вер ал­маз­ной ин­ду­стрии, но, увы, – стра­сти к юве­ли­р­ным про­ек­там не ис­пы­ты­ваю. По­ла­гаю, что ры­нок юве­ли­р­ной син­те­ти­ки рас­тeт, как и рас­тeт ко­ли­че­ство и ка­че­ство ко­м­па­ний, за­ни­ма­ю­щих­ся син­те­зом – пе­р­с­пе­к­ти­вы это­го биз­не­са оче­вид­ны, с уче­том от­но­си­тель­но низ­ко­го по­ро­га вхо­да. Сто­и­мость со­вре­мен­ных HPHT прес­сов впол­не «де­мо­кра­ти­ч­на», а их оку­па­е­мость до­ста­точ­но быст­рая при на­ли­чие хо­ро­ше­го тех­но­ло­га. То же и с CVD си­сте­ма­ми - не­смо­т­ря на их мень­шую удель­ную энер­го­эф­фек­тив­но­сть, сто­и­мость са­мо­го обо­ру­до­ва­ния дав­но не «ку­са­ет­ся». При этом, энер­го­за­тра­ты в син­те­зе, по­верь­те, это не ос­но­в­ной рас­ход, по­это­му экс­пан­сия CVD бу­дет на­рас­тать. Не слу­чай­но Element Six в сво­их про­мо­ро­ли­ках по­ка­зы­ва­ет имен­но CVD син­тез но­вой юве­ли­р­ной ли­ней­ки LightBox - то­же счи­таю, что по­тен­ци­ал CVD син­те­за огро­мен в бук­валь­ном смысле.

По­про­бую по­яс­нить по­че­му имен­но CVD ме­ня­ет всю па­ра­ди­г­му син­те­за ал­ма­зов. Во-­пе­р­вых, мы мо­жем на­крыть плаз­мой зна­чи­тель­ную пло­щадь что даст рост мно­же­ства кри­стал­лов од­но­вре­мен­но. И, в тео­рии, с мно­же­ством ого­вор­ка­ми, пло­щадь по­кры­тия мо­жет быть еще боль­ше – от­сю­да ка­че­ствен­ный ска­чок в про­из­во­ди­тель­но­сти CVD ре­а­к­то­ров. Во-в­то­рых, в 2014 го­ду не­ме­ц­кий уче­ный Ма­ти­ас Шрек (Matthias Schreck et al, 2014) с кол­ле­га­ми пуб­ли­ку­ет ре­зуль­та­ты син­те­за 92(!!!) мм 155 ка­рат­ной ал­маз­ной пла­сти­ны вы­ра­щен­ной в CVD ре­а­к­то­ре, пре­дель­но крас­но­ре­чи­вое до­ка­за­тель­ство уни­каль­но­сти CVD тех­но­ло­гии. Учи­ты­вая вы­ше­ска­за­н­ное, оче­вид­но, что раз­мер­ность CVD ал­ма­зов бу­дет воз­рас­тать, уве­ли­чи­вая тем са­мым их вос­тре­бо­ван­ность в тех­но­ло­ги­че­ских и юве­ли­р­ных от­рас­лях, где сто­и­мость пра­к­ти­че­ски экс­по­нен­ци­аль­но за­ви­сит от раз­ме­ра. Пред­ставь­те се­бе ал­маз­ные лин­зы в оч­ках – учи­ты­вая бо­лее вы­со­кий чем у ди­о­к­си­да кре­м­ния (стек­ла) ко­эф­фи­ци­ент пре­ло­м­ле­ния, фо­кус­ное рас­сто­я­ние бу­дет мень­ше, оч­ки, как ква­зи-­ю­ве­ли­р­ное из­де­лие бу­дут как ми­ни­мум изя­щ­нее и точ­но фун­к­ци­о­наль­нее – ши­ри­на про­пус­ка­ния спе­к­т­ра у ал­ма­за уни­каль­на. Та­ким об­ра­зом, сам юве­ли­р­ный ры­нок мо­жет тран­с­фор­ми­ро­вать­ся, от­кро­ют­ся но­вые ни­ши – тех­но­ло­гии син­те­за раз­ви­ва­ют­ся очень быст­ро.

Од­на­ко, в мо­ем пред­став­ле­нии при­ме­не­ние ал­ма­зов в вы­со­ких тех­но­ло­ги­ях - это глав­ная и ос­но­в­ная це­ле­вая за­да­ча тех­но­ло­гий ал­маз­но­го син­те­за. Юве­ли­р­ная от­расль «а­да­п­тив­на» – здесь не ва­ж­на точ­ная по­в­то­ря­е­мость ха­ра­к­те­ри­стик и па­ра­мет­ров про­дук­та – до­ста­точ­но раз­ме­ра и цве­та, да­же де­фек­ты – тре­щин­ки и вклю­че­ния – это все­го лишь при­з­на­ки, де­ла­ю­щие бо­лее ви­зу­аль­но по­хо­жим син­те­ти­че­ский бри­л­ли­ант на при­род­ный. По этой при­чи­не всe, что «не по­лу­ча­ет­ся» при­год­ным для вы­со­ких тех­но­ло­гий, впол­не мо­жет ис­поль­зо­вать­ся в юве­ли­р­ном сек­то­ре, где де­фек­ты кри­стал­ли­че­ской ре­шет­ки впол­не мо­ж­но рас­смат­ри­вать как уни­каль­ность кон­крет­но­го ка­м­ня.

Что Вы ду­ма­е­те о ис­поль­зо­ва­нии lab-grown в вы­со­ко­тех­но­ло­ги­ч­ных сфе­рах? Об­ла­да­ют ли они кон­ку­рен­т­ным пре­и­му­ще­ством пе­ред mined - до­бы­ты­ми тра­ди­ци­он­ным спо­со­бом?

От­ча­сти от­ве­тил на этот во­прос вы­ше, тем не ме­нее до­пол­ню - кри­стал­ли­че­ская ре­шет­ка на­ту­раль­ных ал­ма­зов не по­в­то­ря­ет­ся, что с од­ной сто­ро­ны де­мон­стри­ру­ет уни­каль­ность при­род­ных ал­ма­зов, но с дру­гой сто­ро­ны де­ла­ет не­воз­мо­ж­ным их ис­поль­зо­ва­ние в вы­со­ко­тех­но­ло­ги­ч­ных сфе­рах, где тре­бу­ет­ся ста­биль­ная по­в­то­ря­е­мость па­ра­мет­ров. По этой при­чи­не в тех­ни­че­ское ис­поль­зо­ва­ние при­род­ные ал­ма­зы год­ны толь­ко как аб­ра­зи­вы, но это во­в­се не хай-­тек.

Что ка­са­ет­ся син­те­зи­ро­ван­ных ал­ма­зов, толь­ко син­тез да­ет воз­мо­ж­ность по­лу­чать чи­стую кри­стал­ли­че­скую ре­шет­ку с за­дан­ны­ми свой­ства­ми. Ме­няя па­ра­мет­ры син­те­за, мо­ж­но по­лу­чить на вы­хо­де не про­сто без­у­преч­ный, с точ­ки зре­ния юве­ли­ра, бес­цвет­ный кри­сталл, но и не­за­ме­ни­мый, с точ­ки зре­ния кван­то­во­го фи­зи­ка, кри­сталл с NV цен­тром – а ес­ли это бу­дет не про­сто азот, а изо­топ азот-15 – то это во­об­ще вос­тор­г!

Я ис­крен­не ве­рю, что син­тез ал­ма­за от­крыт и по­сто­ян­но со­вер­шен­ству­ет­ся не для юве­ли­р­ных при­ме­не­ний. Ал­маз­ный син­тез по­сте­пе­н­но вы­хо­дит на устой­чи­вые и вы­со­ко­ка­че­ствен­ные, а глав­ное ста­биль­но вос­про­из­во­ди­мые (по­в­то­ря­е­мые) па­ра­мет­ры и ха­ра­к­те­ри­сти­ки – ста­но­ви­т­ся воз­мо­ж­ным ши­ро­кое про­мы­ш­лен­ное при­ме­не­ние син­те­зи­ро­ван­ных ал­ма­зов в са­мых раз­ли­ч­ных сфе­рах вы­со­ких тех­но­ло­гий. На мой взгляд, та­кие спо­со­бы при­ме­не­ний зна­чи­тель­но пе­р­с­пе­к­тив­нее, чем про­сто гра­нить кри­сталл и ис­поль­зо­вать его в ка­че­стве суб­сти­ту­та при­род­но­го бри­л­ли­ан­та в юве­ли­р­ных из­де­ли­ях. Я уве­рен, что в ско­ром вре­ме­ни со­вер­шен­ство­ва­ние тех­но­ло­гий и про­цес­сов син­те­за поз­во­лит про­из­во­ди­те­лям ла­бо­ра­тор­ных ал­ма­зов вый­ти на ка­че­ствен­но но­вый уро­вень, что­бы до­стичь всех за­пра­ши­ва­е­мых вы­со­ки­ми тех­но­ло­ги­я­ми па­ра­мет­ров про­дук­та.

Ка­кие су­ще­ству­ют трен­ды на ис­поль­зо­ва­ние син­те­ти­ки и при­род­ных ал­ма­зов в вы­со­ких тех­но­ло­ги­ях? Ка­кие из них на­и­бо­лее пе­р­с­пе­к­тив­ны?

Ал­ма­зы об­ла­да­ют пре­крас­ным ко­м­плек­сом ха­ра­к­те­ри­стик, что поз­во­ля­ет ис­поль­зо­вать их в очень ши­ро­ких об­ла­стях при­ме­не­ний! Се­год­ня бо­лее 70% син­те­ти­че­ских ал­ма­зов ис­поль­зу­ют­ся в ин­стру­мен­тах, при­ме­ня­е­мых в стро­и­тель­стве, не­ф­те - и га­зо­до­бы­че, гор­ных ра­бо­тах, там, где ва­ж­ны аб­ра­зив­ные свой­ства ал­ма­за и его из­но­со­стой­кость (ал­маз кро­ши­т­ся в про­цес­се экс­плу­а­та­ции, но за счeт осо­бен­но­сти кри­стал­ли­че­ской ре­шет­ки, остаeт­ся ост­рым весь срок слу­ж­бы). Чуть бо­лее 13% син­те­ти­че­ских ал­ма­зов ис­поль­зу­ет­ся в элек­тро­ни­ке и оп­ти­ке – по­лу­про­вод­ни­ки, дат­чи­ки, до­зи­мет­ры, ла­зер­ные и опто­во­ло­кон­ные си­сте­мы и т.д., где ва­ж­ны оп­ти­че­ские и те­п­ло­вые ха­ра­к­те­ри­сти­ки ал­ма­за. Око­ло 6% по­треб­ля­ет ме­ди­ци­на – это ал­маз­ные скаль­пе­ли, дат­чи­ки ла­зер­ной и лу­че­вой те­ра­пии. Осталь­ной объ­ем при­хо­ди­т­ся на ал­маз­ные элек­тро­ды для си­стем озо­ни­ро­ва­ния во­ды, ал­маз­ные стeк­ла и про­чие уз­ко­про­филь­ные при­ме­не­ния для раз­ли­ч­ных от­рас­лей.

Ес­ли поз­во­ли­те, об­ще­из­ве­ст­ная фа­к­то­ло­гия – ал­маз:

а) сверх­твер­дый (а­бра­зи­вы);
б) вы­со­кий ко­эф­фи­ци­ент пре­ло­м­ле­ния (о­п­ти­ка, в том чис­ле рен­т­ге­но­в­ская);
в) вы­со­чай­ший ко­эф­фи­ци­ент те­п­ло­про­вод­но­сти (элек­тро­ни­ка, тер­мо­я­дер­ная энер­ге­ти­ка, и т.п.);
г) спо­соб­ность ста­биль­но удер­жи­вать азот и дру­гие ато­мы внут­ри сво­ей ре­шет­ки (к­ван­то­вые тех­но­ло­гии);
д) вы­со­кий ко­эф­фи­ци­ент вто­ри­ч­ной элек­трон­ной эмис­сии (о­п­ти­ка, элек­тро­ни­ка);
е) ав­то­элек­трон­ная эмис­сия (о­п­ти­ка, элек­тро­ни­ка);
ж) ос­но­ва для син­те­за но­вых кри­стал­ли­че­ских струк­тур, не су­ще­ству­ю­щих в при­ро­де (ме­та-­ма­те­ри­а­лы).

С­пи­сок мо­ж­но про­дол­жать, но раз­вер­ну те пун­к­ты, над ко­то­ры­ми мы с кол­ле­га­ми из Скол­те­ха сей­час в ос­но­в­ном ра­бо­та­ем –«д» и «ж».

В про­ш­лом го­ду в аме­ри­кан­ском жур­на­ле The Journal of Physical Chemistry Letters вы­шли две ин­те­рес­ных ста­тьи с мо­им со­ав­тор­ством: пе­р­вая «Exotic Two-Dimensional Structure: The First Case of Hexagonal NaCl» и вто­рая «Role of Nitrogen and Oxygen in Capacitance Formation of Carbon Nanowalls». Они край­не лю­бо­пы­т­ны с ака­де­ми­че­ской точ­ки зре­ния, так как в ре­зуль­та­те экс­пе­ри­мен­тов впе­р­вые бы­ла по­лу­че­на гек­са­го­наль­ная струк­ту­ра по­ва­рен­ной со­ли имен­но на ре­шет­ке ал­ма­за, а та­к­же про­а­на­ли­зи­ро­ва­на роль кис­ло­ро­да и азо­та при син­те­зе но­вых уг­ле­род­ных струк­тур.

На­при­мер, сей­час на­ша на­уч­ная груп­па про­во­дит ряд экс­пе­ри­мен­тов по оса­ж­де­нию зо­ло­та на ал­маз­ной под­ло­ж­ке, что поз­во­ля­ет про­ве­сти раз­ли­ч­ные опы­ты с из­ме­не­ни­ем элек­тро­про­вод­но­сти это­го «ю­ве­ли­р­но­го» ме­тал­ла. Кро­ме то­го, у ко­ман­ды Вла­ди­ми­ра Блан­ка есть очень ин­те­рес­ный ака­де­ми­че­ский за­дел, свя­за­н­ный с вто­ри­ч­ной элек­трон­ной эмис­си­ей ал­ма­за, мы с кол­ле­га­ми ста­ра­е­м­ся раз­вить и это на­прав­ле­ние, «про­жи­гая» в ал­маз­ных под­ло­ж­ках тун­не­ли раз­ной кон­фи­гу­ра­ции в по­пы­т­ке най­ти оп­ти­маль­ную.

Соб­ствен­но, ста­тья про энер­го­эф­фек­тив­ность про­из­вод­ства ал­ма­зов — это вы­ход за пе­ре­де­лы на­ше­го те­ку­ще­го ака­де­ми­че­ско­го фар­ва­те­ра. Мне по­вез­ло встре­тить в этой те­ме та­лан­т­ли­вых учe­ных, кол­лег, еди­но­мы­ш­лен­ни­ков. Для нас сам син­тез –это все­го лишь этап боль­шо­го про­цес­са ин­но­ва­ци­он­но­го при­ме­не­ния тех­но­ло­гий на ба­зе или с ис­поль­зо­ва­ни­ем ал­ма­за. Се­год­ня син­тез в первую оче­редь поз­во­ля­ет нам по­лу­чить ка­че­ствен­ные ал­маз­ные под­ло­ж­ки, на ко­то­рых мы по­том оса­ж­да­ем дру­гие ма­те­ри­а­лы или не­ща­д­но про­жи­га­ем в них элек­трон­ные тун­не­ли. Мы ис­сле­до­ва­те­ли, не биз­не­сме­ны.

Е­ще хо­те­лось бы упо­мя­нуть од­ну из на­и­бо­лее ак­ту­аль­ных и дис­ку­ти­ру­е­мых в ака­де­ми­че­ской сре­де «ал­маз­ных» тем – ал­маз­ные ку­би­ты. Это дей­стви­тель­но ре­во­лю­ци­он­но, это бу­ду­щее – ал­маз­ные ку­би­ты на­хо­дят свое при­ме­не­ние в об­ла­сти кван­то­вых тех­но­ло­гий, чье раз­ви­тие яв­ля­ет­ся сей­час стра­те­ги­че­ской це­лью для мно­же­ства на­уч­ных кол­лек­ти­вов и кор­по­ра­ций США, ЕС, Ки­тая и, ко­неч­но, Рос­сии. Вни­ма­тель­но сле­жу за пуб­ли­ка­ци­я­ми Фе­до­ра Же­лез­ко, од­но­го из ве­ду­щих уче­ных-­фи­зи­ков на­ше­го вре­ме­ни, чьи ра­бо­ты в об­ла­сти NV цен­тров в ал­ма­зе на­прав­ле­ны в том чис­ле на со­вер­шен­ство­ва­ние био­ме­ди­ци­н­ских тех­но­ло­гий – ши­ро­та воз­мо­ж­но­го при­ме­не­ния ал­ма­зов устой­чи­во на­рас­та­ет, тренд оче­ви­ден.

В ста­дии чер­но­ви­ков у мо­ей на­уч­ной груп­пы еще не­сколь­ко ста­тей, свя­за­н­ных с ал­ма­зо­до­бы­чей и син­те­зом. В про­цес­се ис­сле­до­ва­ния мы срав­ни­ли удель­ные тру­до­за­тра­ты и CapEx при до­бы­че и син­те­зе. Ре­зуль­та­ты бу­дут по­лез­ны всем, кто за­ду­мы­ва­ет­ся о про­из­вод­стве ал­ма­зов. Имен­но эти ста­тьи рас­хо­дов опре­де­ля­ют эко­но­ми­че­скую эф­фек­тив­ность лю­бо­го «ал­маз­но­го» про­ек­та, имен­но эти ци­ф­ры по­мо­гут ра­ци­о­наль­но пла­ни­ро­вать про­из­вод­ство син­те­ти­че­ских ал­ма­зов.

В ка­че­стве benchmark по до­бы­че бы­ли взя­ты дан­ные по двум аф­ри­кан­ским ме­сто­ро­ж­де­ни­ям - Orapa, Jwaneng, и се­ве­ро­а­ме­ри­кан­ско­му Gahcho Kue – все ме­сто­ро­ж­де­ния вхо­дят в груп­пу ко­м­па­ний ДеБирс. Хо­чу от­ме­нить, кста­ти, пре­крас­но струк­ту­ри­ро­ван­ную от­чет­ность ко­м­па­нии. Про­з­ра­ч­ность и упо­ря­до­чен­ность пре­до­став­ля­е­мых дан­ных поз­во­ля­ет ис­поль­зо­вать их в ши­ро­ком спе­к­т­ре ана­ли­ти­че­ских и на­уч­ных ис­сле­до­ва­ний – мы не смо­г­ли прой­ти ми­мо. Мы вновь срав­ни­ли спо­со­бы син­те­за – HPHT и CVD, ре­зуль­та­ты ожи­да­е­мо раз­нять­ся, и, за­бе­гая впе­ред, сно­ва «ста­рая шко­ла» HPHT «вы­и­г­ры­ва­ет» у CVD по фор­маль­ным при­з­на­кам. Обе­щаю, как толь­ко ста­тьи при­мут к пуб­ли­ка­ции, бу­ду го­тов дать об­сто­я­тель­ный от­чет об ис­сле­до­ва­ни­ях на стра­ни­цах Ва­ше­го ува­жа­е­мо­го из­да­ния. Ска­жу лишь, что точ­но нель­зя «хо­ро­нить» до­бы­чу, эта тех­но­ло­гия про­из­вод­ства ал­ма­зов не со­би­ра­ет­ся сда­вать­ся ни по эко­но­ми­че­ским, ни по тех­но­ло­ги­че­ским по­ка­за­те­лям – ис­то­рия ДеБирс и Алро­са про­дол­жа­ет­ся.

В за­клю­че­ние не мо­гу не по­де­лить­ся сво­им ощу­ще­ни­ем, что упо­мя­ну­тые в на­ча­ле ма­те­ри­а­ла кни­ги из мо­е­го дет­ства «Се­силь Родс и его вре­мя» и «О­хо­т­ни­ки за ал­ма­за­ми» тре­бу­ют про­дол­же­ния — это увле­ка­тель­ный мир вы­со­ких тех­но­ло­гий и ха­риз­ма­ти­ч­ных ли­де­ров, и да, опре­де­лен­но «A Diamond Is Forever»! Пол­но­стью со­гла­сен со сло­га­ном ДеБирс, и пусть по­ни­маю это с точ­ки зре­ния кван­то­вой фи­зи­ки, тем не ме­нее суть от это­го не ме­ня­ет­ся, спрос на ал­ма­зы бу­дет все­г­да!