研究作者雨霖用一笼、二笼或三笼组成的类金刚石模型。安德鲁·布罗德黑德研究钻石形成背后的机制,并探索出合成独特的钻石的新方法,可能意味着重大的事情,而不仅仅是对世界各地珠宝商的金库而言。斯坦福大学(StanfordUniversity)的科学家们开发出的一种新型人造钻石,以原油和天然气中的一种分子为出发点,为这一高压生产过程提供了更多的线索。传统的钻石在地球表面下数百英里处形成,在极高的温度和压力下形成,使碳结晶成有价值的石头。数百万年前,我们在地面上看到的那些火山是通过火山喷发向上射向地表的。科学家们花了几十年的时间来修补不同方式把各种材料变成人造的,用钻石巨人德比尔斯甚至参与表演。然而,这些方法通常需要大量的能量,需要催化剂来触发转化。斯坦福大学地球、能源和环境科学学院的研究人员开始寻找一种更简单的做事方法。该研究的主要作者SulgiyePark说:“我们只想看到一个清洁的系统,在这个系统中,单一的物质转化成纯金刚石--没有催化剂。”在制造新的人造钻石时,科学家们首先从石油罐中提炼出粉末。通过一个强大的显微镜检查这些材料,研究小组观察到粉末中的原子模式,它们的排列方式与组成金刚石晶体的原子一样,呈现为由一个、两个或三个笼组成的小单位。与传统钻石不同的是,这些不同的类金刚石并不是纯由碳组成,因为它们也含有氢。然后,研究小组将这些类钻石装进了一种被称为金刚石砧细胞这是科学家经常用来制造极端压力和制造超硬材料的装置。然后用激光加热这些材料,通过一系列的试验和模拟,研究小组发现这种三笼菱形体能够转化成一颗能量很小的纯钻石。在温度约为1,°F(°C)的条件下,压力是地球大气中碳原子的许多倍,三笼类金刚石的碳原子迅速断裂,氢从混合物中消失。斯坦福大学的科学家们利用激光将材料加热到极端温度,他们提出了一种生产人造钻石的新方法。所有这些都是在一秒内发生的,研究人员指出,这项技术仅能产生少量的钻石。它的真正价值在于它能够提供如何形成钻石的洞察力。“从这些积木开始,”毛说,“你可以更快、更容易地制造钻石,你也可以通过更完整、更周密的方式来了解这个过程,而不是仅仅模仿地球上天然形成钻石的部分的高压和高温。”提高我们对这些人造钻石如何形成的理解,可能会产生超出珠宝行业的影响。钻石的硬度、透明度、化学稳定性、热导率和其他独特的特性使其对医学、生物传感和量子计算等领域的科学家有用。研究资深作者雨霖说:“如果你能生产少量的这种纯钻石,那么你就可以通过控制的方式将它用于特定的应用。
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