科學家研發(fā)了一種簡單快速制造小鉆石的方法,耗能極低并且不需要催化劑,。這種技術(shù)主要是從石油天然氣里面提煉特殊分子,,然后在強壓之下用激光加熱這些分子。不過該方法的應用可能有限,,因為只能造出不過頭發(fā)絲粗的鉆石,。
斯坦福大學地質(zhì)學家說,鉆石的形成一般需要熱力學,,值得高興的是我們的方法可以不必用真的用地球熱力,。
今天我們擁有的天然鉆石由地底數(shù)百英里之下的碳構(gòu)成,那里的溫度可高達幾千華氏度,。鉆石通過火山活動來到地表,,和它們一起被帶上來的還有地球內(nèi)部的古老礦石。
斯坦福大學礦物學家認為,,鉆石為我們帶來地球最深處的構(gòu)成樣本,。
相比之下,研究人員還是感興趣于能在實驗室里完成鉆石的形成過程,。因為這最終可能有助于把鉆石的獨特性應到到其他地方,。鉆石堅硬無比,透光,,化學性質(zhì)穩(wěn)定而且高效導熱,,這些屬性應用廣泛,包括在醫(yī)學,,生物感應,,量子計算硬件和常規(guī)工業(yè)。專家在過去60多年里來一直在努力制造人工鉆石,,但是傳統(tǒng)的鉆石合成方法一般需要大量的能耗和時間或者額外的催化劑,。研究人員希望有一個純凈的系統(tǒng),在不需要催化劑的情況下,,單個物質(zhì)可以在這個系統(tǒng)里面轉(zhuǎn)化為純鉆石,。
研究中他們先從化石燃料里提煉出一種和石巖很像的粉末,在原子級上,,這種粉末叫做類鉆體,,結(jié)構(gòu)類似于鉆石,不同的是,,鉆石里面晶體被分成了由一個或兩個或者三個分子籠組成的單元,。不像真鉆單純由碳構(gòu)成,,類鉆體還包含氫原子。
研究人員說,,從這些小模塊入手可以更快更簡單的合成鉆石,,比起只是模擬地球內(nèi)部天然形成鉆石所需要高壓高溫條件,,這種方式還可以讓我們以更完整更貼切的方式學習鉆石的形成過程,。
研究人員在顯微鏡下用針管取一丁點粉末,然后將粉末放入一個密閉空間里,,該空間叫做鉆石砧板細胞,,這里面被兩個打磨光滑的鉆石包著并在外力的作用下施加和地球內(nèi)部環(huán)境相似的壓力。
最后是用激光加熱樣本,,片刻間粉末就轉(zhuǎn)化成了鉆石,。
研究人員認為他們要解決的一個基本的問題是分子籠結(jié)構(gòu)和數(shù)量是否影響類鉆體如何轉(zhuǎn)化成鉆石,他們發(fā)現(xiàn)三個分子籠的類鉆體 triamantane只用極少的能量就可以自我轉(zhuǎn)化成鉆石,。
研究人員說,,因為鉆石砧板之間可以加壓的粉末量的限制,意味著該方法只能用于制造微粒的鉆石,,但是現(xiàn)在我們對制造純鉆的關(guān)鍵技術(shù)又多了一些了解,。
本文來源:dailymail
|