Естествените диаманти отнемат милиарди години, за да се образуват при екстремни налягания и температури дълбоко в Земята. Синтетичните форми могат да бъдат произведени много по-бързо, но обикновено изискват интензивно раздробяване до няколко седмици.
Нов метод, базиран на смес от течни минерали, може да извлече синтетични диаманти в рамките на минути, без да изисква много натиск.
Въпреки че все още бяха необходими високи температури, в района на 1025°C или 1877°F, се образува непрекъснат диамантен филм за 150 минути и при 1 atm (или стандартна атмосферна единица). Това е еквивалентно на натиск Чувстваме се на морското равнищеи десетки хиляди пъти по-ниско от обикновено необходимото налягане.
Екипът зад този иновативен подход, ръководен от изследователи от Института за основни науки в Южна Корея, е уверен, че процесът може да бъде разширен, за да направи голяма разлика в производството на синтетични диаманти.
Топенето на въглерод в течен метал за получаване на диаманти не е съвсем ново. General Electric разработи процес преди половин век, използвайки например разтопен железен сулфид.
Но тези процеси все още изискват стрес 5-6 GPa Диамантеното „семе“, към което е прикрепен въглеродът.
„Открихме начин да отглеждаме диаманти при една атмосфера на налягане и умерена температура, като използваме течна метална сплав.“ Той пише Изследователите в своята публикувана статия.
Спад на налягането Постига се с помощта на внимателно смесена смес от течни метали: галий, желязо, никел и силиций. Специално направена вакуумна система е вградена в графитната обвивка, за да загрее много бързо метала и след това да го охлади, докато е изложен на смес от метан и водород.
Тези условия карат въглеродните атоми от метана да се разпръснат в разтопения метал, служейки като зародиши за диамантите. Само след 15 минути малки фрагменти от диамантени кристали се появиха от течния метал точно под повърхността, докато експозицията от два часа и половина създаде непрекъснат диамантен слой.
Въпреки че концентрацията на въглерод, който образува кристалите, намалява до дълбочина от само няколкостотин нанометра, изследователите очакват, че процесът може да бъде подобрен с някои модификации.
„Ние предлагаме директните модификации да позволят растеж на диаманти върху много голяма площ, използвайки по-голяма повърхност или интерфейс, чрез конфигуриране на нагревателните елементи за постигане на много по-голяма потенциална площ на растеж и разпределяне на въглерод върху зоната на растеж на диаманта по някои нови начини.“ Той пише Изследователи.
Тези модификации ще отнеме известно време и изследванията на този процес все още са в много ранен етап, но авторите на новото проучване вярват, че има голям потенциал – и че други течни метали могат да бъдат комбинирани, за да се получат подобни материали или по-добри резултати .
Процесът, използван в момента за създаване на повечето Синтетични диаманти – Използва се за широк спектър от индустриални процеси, електроника и дори квантови компютри – Отнема няколко дни и изисква повече налягане. Ако тази нова технология постигне своя потенциал, производството на диаманти ще стане много по-бързо и много по-лесно.
„Общият подход за използване на течни метали може да ускори и подобри растежа на диаманти върху различни повърхности и евентуално да улесни растежа на диаманти върху малки диамантени частици (семена).“ Той пише Изследователи.
Изследването е публикувано в природа.
„Тотален фен на Twitter. Нежно очарователен почитател на бекона. Сертифициран специалист по интернет.“
More Stories
Продължаващото изтичане на хелий причинява допълнителни забавяния за космическия кораб Starliner на Boeing
Нападение от лисица в Ефингам, Ню Хемпшир: Един човек е ранен и една убита лисица
Отпадъците от „ствола“ на SpaceX Dragon може да са се разбили в полето на канадски фермер (СНИМКИ)