Zaboravite na milijarde godina, naučnici napravili dijamante za 150 minuta

Prirodnim dijamantima potrebne su milijarde godina da se formiraju pod ekstremnim pritiscima i temperaturama duboko pod zemljom. Sintetički oblici ovog dragog kamenja mogu se proizvesti mnogo brže, ali obično i dalje zahtevaju intenzivno oblikovanje koje traje do nekoliko nedelja.

Dok su visoke temperature i dalje bile potrebne da bi se dobio dijamant kontinualni dijamantski film formiran je, novom tehnologijom, za 150 minuta, piše Science Alert.

Tim koji stoji iza inovativnog pristupa, predvođen istraživačima sa Instituta za osnovne nauke u Južnoj Koreji, uveren je da se proces može povećati kako bi se napravila značajna razlika u proizvodnji sintetičkih dijamanata.

Rastvaranje ugljenika u tečni metal za proizvodnju dijamanta nije sasvim novo. General Elektrik je razvio proces pre pola veka koristeći rastopljeni gvožđe sulfid, na primer. Ali ovi procesi su i dalje zahtevali pritiske od pet, šest gigapaskala i dijamantsko „seme” za koje bi se ugljenik mogao zalepiti.

„Otkrili smo metod za uzgoj dijamanata pri manjem pritisku i na umerenoj temperaturi korišćenjem legure tečnog metala”, pišu istraživači u svom radu.

Smanjenje pritiska je postignuto korišćenjem pažljivo mešane mešavine tečnih metala: galijuma, gvožđa, nikla i silicijuma. Unutar grafitnog kućišta napravljen je vakuumski sistem koji je veoma brzo zagrevao, a zatim hladio metal dok je bio izložen kombinaciji metana i vodonika. Ovi uslovi uzrokuju da se atomi ugljenika iz metana šire u rastopljeni metal, delujući kao seme za dijamante. Posle samo 15 minuta, mali fragmenti dijamantskih kristala ekstrudirali su iz tečnog metala tik ispod površine, dok je dva i po sata ekspozicije proizvela neprekidan dijamantski film.

Iako se koncentracija ugljenika koji formira kristale smanjila na dubini od samo nekoliko stotina nanometara, istraživači očekuju da se proces može poboljšati uz nekoliko podešavanja.

„Predlažemo da bi jednostavne modifikacije mogle omogućiti uzgoj dijamanta na veoma velikoj površini korišćenjem veće površine ili interfejsa, konfigurisanjem grejnih elemenata za postizanje mnogo većeg potencijalnog regiona rasta i distribucijom ugljenika u region rasta dijamanata na neke nove načine”, pišu istraživači.

Te modifikacije će potrajati, a istraživanje ovog procesa je još uvek u ranoj fazi, ali autori nove studije smatraju da ima mnogo potencijala – i da bi se drugi tečni metali mogli ugraditi da bi se dobili slični ili čak bolji rezultate.

Proces koji se trenutno koristi za stvaranje većine sintetičkih dijamanata – koji se koristi za širok spektar industrijskih procesa, elektronike, pa čak i kvantnih računara – traje nekoliko dana i zahteva mnogo veći pritisak. Ako ova nova tehnika ispuni svoj potencijal, izrada dijamanata će postati mnogo brža i mnogo lakša.

„Opšti pristup korišćenja tečnih metala mogao bi da ubrza i unapredi rast dijamanata na različitim površinama, a možda i da olakša rast dijamanata na malim česticama semena dijamanta” pišu istraživači.