Учени са създали синтетични диаманти само за 150 минути

Естествените диаманти се образуват в продължение на милиарди години при екстремни температури налягане дълбоко в недрата на Земята. Синтетичните форми могат да се произвеждат много по-бързо, но обикновено все още изискват интензивно налягане в продължение на няколко седмици, пише Sciencealert.

Нов метод, базиран на смес от течни метали, може да създаде изкуствен диамант за броени минути, без да е необходимо огромно налягане.

Въпреки че все още са необходими високи температури от порядъка на 1025°C, непрекъснат диамантен филм се образува за 150 минути и то при 1 атм (или стандартна атмосферна единица). Това е еквивалентът на налягането, което усещаме на морското равнище, и десетки хиляди пъти по-малко от обичайно необходимото.

Екипът, който стои зад иновативния подход, ръководен от изследователи от Института за фундаментална наука в Южна Корея, е уверен, че процесът може да бъде увеличен, за да се постигне значителна промяна в производството на синтетични диаманти.

Разтварянето на въглерод в течен метал за производството на диаманти не е нещо напълно  ново. Преди половин век General Electric е разработила процес, при който използва разтопен железен сулфид.

Но тези процеси все още изискват налягане от 5-6 гигапаскала и диамантено „семе“, към което въглеродът да се прикрепи.

 „Открихме метод за отглеждане на диаманти при налягане от 1 атм. и при умерена  температура  чрез използване на течна метална сплав", пишат изследователите в публикувания документ.

Намаляването на налягането е постигнато с помощта на внимателно подготвена смес от течни метали: галий, желязо, никел и силиций. В графитен корпус е изградена специално изработена вакуумна система, която много бързо нагрява и след това охлажда метала, докато той е изложен на въздействието на комбинация от метан и водород.

Тези условия карат въглеродните атоми от метана да се разпръснат в разтопения метал, действайки като семена за диамантите. Само след 15 минути малки фрагменти от диамантени кристали се изтласкват от течния метал точно под повърхността, докато при два часа и половина изложение се получава непрекъснат диамантен филм.

Още по темата

Санкциите не пресякоха пътя на руските диаманти в Европа

Запознайте се с най-богатият човек в Азия: търговецът на диаманти

Въпреки че концентрацията на въглерода, образуващ кристалите, е намаляла на дълбочина от само няколкостотин нанометра, изследователите очакват, че процесът може да бъде подобрен с няколко корекции.

„Предполагаме, че преки модификации биха могли да позволят отглеждането на диамант върху много голяма площ чрез използване на по-голяма повърхност или интерфейс, чрез конфигуриране на нагревателни елементи за постигане на много по-голяма потенциална област на растеж и чрез разпределяне на въглерода в областта на растеж на диаманта по някои нови начини“, пишат изследователите.

Тези модификации ще отнемат време, а изследванията на този процес са все още в много ранен етап, но авторите на новото изследване смятат, че той има голям потенциал - и че могат да се включат други течни метали, за да се получат подобни или дори по-добри резултати.

Процесът, който понастоящем се използва за създаване на повечето синтетични диаманти - използвани за различни промишлени процеси, електроника и дори квантови компютри - отнема няколко дни и изисква много по-голямо налягане. Ако тази нова техника разгърне потенциала си, създаването на диаманти ще стане много по-бързо и много по-лесно.

„Общият подход на използване на течни метали би могъл да ускори и ускори растежа на диаманти върху различни повърхности и може би да улесни растежа на диаманти върху малки диамантени частици“, пишат изследователите.

Още по темата

Санкциите не пресякоха пътя на руските диаманти в Европа

Запознайте се с най-богатият човек в Азия: търговецът на диаманти