韩国研究人员实现在常压下生长钻石 耗时仅15分钟

科技

钻石是在高压和高温下形成的,这也是钻石如此珍贵的部分原因。但现在,科学家们在实验室中用普通压力制造出了钻石,只用了 15 分钟。钻石基本上就是普通的碳,在巨大的压力和温度下,原子结晶成一种特殊的结构。

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在地球上,唯一具备适当自然条件的地方是地幔深处,在地下数百英里处。只有在火山爆发时,它们才会被带到更接近地表的地方,因此它们非常罕见。再加上历史上一些巧妙的营销手段,这块小石头就变得非常抢手了。几十年来,科学家们一直在实验室中培育人工钻石,但通常仍需要极端条件–近 50000 个大气压的压力和约 1500 °C (2,732 °F)的温度。但现在,一种新技术已经在正常压力水平和较低温度下培育出了钻石。

这种新方法由韩国基础科学研究所(IBS)和蔚山国立科学技术研究院(UNIST)的一个团队开发,利用一种由镓、铁、镍和硅组成的液态金属合金合成钻石。在一个 9 升(2.4 加仑)的容器中,将这种金属混合物置于温度为 1025 °C (1877 °F)的甲烷和氢气中。

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15 分钟后,气体从系统中排出,底部会形成一层金刚石薄膜。这层膜可以很容易地剥离出来,用于研究或直接投入工作。

通常情况下,合成金刚石技术需要”种子颗粒”让第一批碳原子吸附在周围形成金刚石。但在这种情况下,液态金属中的微量硅似乎有助于碳原子形成簇。最终得到的是非常纯净的钻石。其他金属可以替换使用,但硅似乎对这一过程至关重要。

研究人员现在计划研究其他液态金属合金和气体,甚至是固态碳,看看它们能不能制造出钻石。虽然我们不可能很快戴上在液态金属大桶中培育的钻石,但它们可以首先在工业应用中找到用武之地。

这项研究发表在《自然》杂志上。

来源: cnBeta

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