Поговорка «бриллианты вечны» приобрела новый смысл благодаря недавнему научному прорыву. Южнокорейские исследователи разработали метод выращивания алмазов в лаборатории, не требуя экстремальных условий давления и температуры, обычно связанных с их образованием.
Используя жидкометаллический сплав, состоящий из галлия, железа, никеля и кремния, и подвергая его воздействию метана и газообразного водорода при температуре 1.025°C, им удалось синтезировать алмазы всего за 15 минут. Техника, описанная выше Природа (Я дам ссылку на исследование здесь) открывает путь к потенциальным прорывам в различных отраслях промышленности.
Эволюция производства синтетических алмазов
В создании синтетических алмазов нет ничего нового. Ученые и инженеры десятилетиями работали над воссозданием в лаборатории экстремальных условий, которые дают жизнь этим драгоценным камням глубоко под землей. Однако традиционные методы по-прежнему требуют огромного давления, около 50.000 1.500 атмосфер и температуры около XNUMX°C. Эти условия, которые трудно и дорого воспроизвести, ограничивают размер и качество. алмазов добыто.
Новая методика, разработанная командойИнститут фундаментальных наук (IBS) и Ульсанский национальный институт науки и технологий (UNIST) в Южной Корее представляет собой значительный шаг вперед на пути к промышленному производству.
Ключевая роль жидкометаллического сплава
Секрет этого нового метода заключается в составе жидкометаллического сплава. Исследователи использовали смесь галлия, железа, никеля и кремния, подвергая ее воздействию метана и водорода при температуре 1.025°C в 9-литровом резервуаре. Уже через 15 минут образовалась алмазная пленка. в нижней части бак, легко снимается и готов к использованию.
Что делает этот сплав особенным, так это наличие следов кремния. Этот элемент, по-видимому, помогает атомам углерода образовывать кластеры, действуя как «пусковые частицы» для роста алмазов. Это очень важно, поскольку традиционные методы синтеза алмазов обычно требуют уже существующих триггерных частиц, к которым атомы углерода могут прикрепиться и сформировать алмаз. Лига жидкий металл устраняет эту необходимость, еще больше упрощая процесс.
Алмазы «сейчас»: последствия для промышленности и общества
Возможность производить высококачественные алмазы при нормальном давлении и быстро может иметь глубокие последствия для различных промышленных секторов. Алмазы, помимо своей декоративной ценности, имеют множество практических применений благодаря своей исключительной твердости, теплопроводности и оптическим свойствам. Они используются в режущих инструментах, абразивах, радиаторах, электронных устройствах и даже в медицинской сфере.
Более эффективный и менее дорогой метод производства синтетических алмазов мог бы сделать эти применения более доступными и широко распространенными. Это также могло бы снизить зависимость от добытых алмазов, которые часто связаны с этическими и экологическими проблемами, такими как «конфликтные алмазы» и их влияние на горнодобывающие сообщества.
Будущие вызовы и возможности
Исследователи планируют исследовать другие сплавы жидкого металла и газа и даже твердый углерод, чтобы понять, насколько хорошо из них можно производить алмазы. Оптимизация процесса, увеличение размера и качества добываемых алмазов, а также дальнейшее снижение затрат станут решающими шагами для продвижения этой технологии. из лаборатории в промышленность.
Подводя итог, можно сказать, что возможность выращивать алмазы при нормальном давлении в лаборатории представляет собой захватывающий шаг на пути к будущему, в котором эти драгоценные камни можно будет производить более устойчиво и этично. Это может быть будущее, в котором алмазы больше не будут ассоциироваться с конфликтами, эксплуатацией и экологическим ущербом, а только с инновациями, технологиями и прогрессом.