Новая технология позволяет вырастить алмазы всего за 15 минут
Ученые разрабатывают новую систему жидкометаллических сплавов для синтеза алмаза в умеренных условиях
Известно, что алмазы образуются под высоким давлением и температурой, и отчасти именно поэтому они так ценны. Но теперь ученые создали алмазы в лаборатории под постоянным давлением всего за 15 минут.
По сути, алмазы — это просто углерод, который в течении времени подвергался воздействию огромного давления и температуры, в результате чего атомы кристаллизовались в определенную структуру. На Земле единственное место с подходящими природными условиями находится глубоко в мантии, на глубине сотен километров.
Лишь позже алмазы поднимаются ближе к поверхности, путешествуя через недра Земли во время извержений вулканов, что делает их довольно редкими.
Ученые выращивают алмазы в лабораториях на протяжении десятилетий, но обычно для этого по-прежнему необходимы экстремальные условия – давление почти в 50 000 атмосфер и температура около 1500 °C. Но теперь новая технология позволяет производить алмазы при нормальном уровне давления и более низких температурах.
Новый метод, разработанный командой ученых Института фундаментальных наук (IBS) и Ульсанского национального института науки и технологий (UNIST) в Южной Корее, синтезирует алмазы с использованием жидкометаллического сплава галлия, железа, никеля и кремния.
В резервуаре емкостью 9 литров эта металлическая смесь подвергается воздействию метана и газообразного водорода при температуре 1025 °C. Через 15 минут газ выйдет из системы, а на дне образуется алмазная пленка, которую можно легко собрать и использовать для различных нужд.
Обычно для получения синтетических алмазов необходимы «затравочные частицы», чтобы первые атомы углерода зацепились за них и сформировали вокруг них алмаз. Но в этом случае следы кремния в жидком металле, похоже, помогают атомам углерода образовывать нужные кластеры. Конечным результатом является очень чистый алмаз. Другие металлы можно включать и выключать, но, похоже, кремний необходим для этого процесса.
Теперь исследователи планируют изучить другие жидкие металлические сплавы и газы и даже твердые углероды, чтобы определить, насколько хорошо они могут производить алмазы.
Исследование было опубликовано в журнале Nature.