Учени успяха да произведат диаманти само за 150 минути: ScienceAlert

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.