Дијаманте је тешко направити. Они се формирају у Земљином горњем плашту, отприлике стотину миља испод површине, под притисцима ломљења лобање и температурама топљења стијена. Иако је понављање ових стања у лабораторији све уобичајено, опрема коју је потребно направити је скупа и процес може трајати данима до недељама.
Сличан садржај
- Нестаје нам најмање 145 минерала који садрже угљеник и можете им помоћи да их пронађете
- Древни дијаманти потекли из морске воде, а будући дијаманти можда долазе из зрака
- Ова афричка биљка води пут ка дијамантским депоима
Сада, након деценија тестирања, тим са Државног универзитета Северна Каролина открио је брзи начин да се направе дијаманти који се могу направити без истискивања угљеника под екстремним притиском или загревања конвенционалним печењем.
„Претварање угљеника у дијамант најдуже је био научни циљ научника широм света“, каже Јагдисх Нараиан, водећи аутор рада објављеног ове недеље у часопису Јоурнал оф Апплиед Пхисицс .
Невероватно, током израде дијаманата, Нараиан и његов тим такође су открили нову фазу угљеника, названу К-угљеник. Овај бизарни материјал је чак тврђи од дијаманта, магнетан је и емитује мекани сјај. Поред своје улоге у прављењу бржих, јефтинијих дијаманата, К-угљеник би могао да нађе и употребу у електронским екранима и може да помогне нашем разумевању магнетизма на другим планетима.
За промену угљеника у дијамант потребна је огромна количина енергије, због чега се раније мислило да се формирају само под високим притисцима и температурама, објашњава геофизичарка Ребецца Фисцхер, постдокторска сарадница из Смитхсониановог Националног природног музеја која није била укључена у истраживање .
Али према Нараиану, све је у брзини. „Брзим процесом у суштини можемо заварати мајку природу“, каже он.
Под регуларним притиском у просторији, тим је изложио аморфни угљен, коме недостаје било каква кристална структура, екстремно кратким ласерским импулсима. То је угљеник загрејало до отприлике 6.740 степени Фаренхајта - за поређење, површина сунца је око 10.000 степени Фаренхеита.
Лопавица растопљеног угљеника је затим брзо хлађена или угашена да би се створио нови чврсти К-угљеник.
Остале верзије карбона показују знатно другачија својства - попут меког, непрозирног графита наспрам тврдих, блиставих дијаманата - и К-угљеник није изузетак. На пример, када се угљеник растопи, везе између атома се скраћују и немају времена да се поново продуже док се материјал изненада охлади. Због тога је готов производ гушћи и тврђи од дијаманта.
Још узбудљивије је то што је К-угљеник магнетни на собној температури - један од ретких материјала од магнетних угљеника икада произведених. И због свог специфичног атомског распореда, материјал емитује мале количине светлости. Ова својства могу учинити К-угљик изузетно вриједним за будуће електронске примјене.
Његова непосреднија употреба, међутим, помаже у стварању дијаманата. Лагано мењајући брзину којом се растаљени угљеник хлади, научници га могу користити за узгој кристала дијаманата у гомилу облика, као што су нанонеедле, мицронеедле, нанодотс и филм, објашњава Нараиан.
Слика изблиза која приказује микро дијаманте начињене новом техником. (Часопис за примењену физику) Процес је јефтин, делом и зато што користи ласер који је већ популаран за ласерске операције ока. Уз то, метода расте дијаманте за неколико наносекунди.
"Карат можемо направити за око 15 минута", каже Нараиан.
Тренутно су дијаманти мали - највећи је приближно 70 микрона или отприлике ширина људске длаке, према Нараиан. Али уверен је да се процес може повећати. У овом тренутку, главна граница величине драгуља је ласер, каже он, а шири сноп би могао направити веће дијаманте.
Али уместо да направи велики драгуљ, метода је вероватно најперспективнија за масовну производњу мањих пенећих вагона, каже Фишер.
Ситни дијаманти су корисни на различитим пољима, укључујући електронику, медицину и абразиве, објашњава физичарка Кеал Бирне, такође постдокторска сарадница у природном историјском музеју. "Ново је начин да се створе [дијаманти] - посебно онај који избегава велику инфраструктуру старих метода - је сјајно", каже Бирне.
Тим је сада фокусиран на разумевање интригантних својстава К-угљеника, чак и сугеришући да би он могао да помогне у објашњавању магнетних поља других планета за које изгледа да немају активне динамо.
Али постоји много више за научити пре него што почнемо да испитујемо такве теорије, Бирне каже: „То је заиста занимљиво откриће. [Али] оно што из тога произлази - то је сада занимљив део. "
