O reușită excepțională: Oamenii de știință au creat o metodă specială pentru a produce diamante în doar 150 de minute
Formarea unui diamant natural este un proces extrem de lent, care poate dura între 1 și 3,3 miliarde de ani. Acest proces are loc în adâncurile Pământului, în condiții extreme de presiune și temperatură (între 140 și 190 km adâncime, la temperaturi de 1.200-1.300 grade Celsius).
Diamantele create în laborator, cunoscute și sub numele de diamante sintetice, sunt fabricate într-un mediu controlat, cu ajutorul unei tehnologii avansate. Procesul este mult mai rapid decât cel al diamantelor naturale și poate dura de la câteva săptămâni până la câteva luni, în funcție de dimensiunea și caracteristicile dorite ale diamantului.
Bas van den Eijkhof
Acum, o nouă metodă bazată pe amestecarea metalelor lichide a îmbunătățit considerabil acest timp. Deși sunt necesare în continuare temperaturi ridicate – în intervalul de 1.025 °C, oamenii de știință au reușit să formeze o peliculă continuă de diamant în 150 de minute, și la 1 atm (sau atmosfera unitară standard).
Echipa din spatele acestei abordări, condusă de cercetătorii de la Institutul pentru Științe Fundamentale din Coreea de Sud, este încrezătoare că procesul poate fi extins pentru a face o diferență semnificativă în producția de diamante sintetice.
Citește și: Orașul german încrustat cu 70.000 de tone de diamante, pe care nimeni nu le poate obține
Crearea diamantelor
Edgar Soto
Dizolvarea carbonului în metal lichid pentru a obține diamante nu este ceva cu totul nou. De exemplu, General Electric a dezvoltat un proces în urmă cu jumătate de secol folosind sulfură de fier (numită și sulfură feroasă) topită. Dar aceste procese necesitau totuși presiuni de 5-6 gigapascali și o „sămânță” de diamant la care să adere carbonul.
„Am descoperit o metodă de creștere a diamantelor la o presiune de 1 atm și la o temperatură moderată, folosind un aliaj metalic lichid”, scriu cercetătorii în lucrarea lor publicată în revista Nature.
Reducerea presiunii a fost obținută prin amestecarea cu grijă a metalelor lichide: galiu, fier, nichel și siliciu. Un sistem de vid construit la comandă a fost construit în interiorul unui înveliș de grafit pentru a încălzi și răci foarte rapid metalul în timp ce acesta era expus la o combinație de metan și hidrogen.
Aceste condiții fac ca atomii de carbon din metan să se disperseze în metalul topit, acționând ca un fel de „semințe” pentru diamante. După doar 15 minute, fragmente mici de cristale de diamant au ieșit din metalul lichid chiar sub suprafață, în timp ce două ore și jumătate de expunere au produs o peliculă continuă de diamant.
Deși concentrația de carbon care formează cristalele a scăzut până la o adâncime de doar câteva sute de nanometri, cercetătorii speră că procesul poate fi îmbunătățit cu ajutorul unor reglaje fine.
„Sugerăm că modificări simple ar putea permite diamantelor să crească pe o suprafață foarte mare, folosind o suprafață sau o interfață mai mare, configurând elementele de încălzire pentru a obține o regiune de creștere potențială mult mai mare și distribuind carbonul în regiunea de creștere a diamantului în moduri noi”, scriu cercetătorii, conform sciencealert.com.
Astfel de modificări vor necesita timp, iar cercetarea acestui proces se află încă în stadii incipiente, dar autorii noului studiu consideră că are un potențial mare și că ar putea fi încorporate și alte metale lichide pentru a obține rezultate similare sau chiar mai bune.
