Ученые открыли метод изготовления алмазов в лаборатории за 150 минут

В результате удивительного научного прорыва группа исследователей из Южной Кореи разработала метод, который может изменить алмазную промышленность. Новая техника позволяет выращивать эти драгоценные кристаллы всего за 150 минут - процесс, который в природе обычно занимает миллиарды лет. Традиционно для создания алмазов в лабораториях требовались экстремальные условия высокого давления и высокой температуры, чтобы имитировать геологические процессы, происходящие в мантии Земли. Однако в недавнем исследовании, опубликованном учеными из Института фундаментальных наук Южной Кореи в журнале Nature, представлена альтернатива, которая ускоряет и упрощает этот процесс, Природные алмазы образуются в экстремальных условиях в глубинах Земли, между 140 и 190 километрами под поверхностью, где температура превышает 1 000°C, а давление достигает более 5 гигапаскалей - это сравнимо с погружением на 50 000 метров под воду. Процесс образования алмазов может занимать от миллионов до миллиардов лет. Как сообщает специализированный портал Geology Science, при определенных условиях атомы углерода выстраиваются в чрезвычайно плотную и упорядоченную кристаллическую структуру, в результате чего получаются природные алмазы, известные своей твердостью и блеском. Кимберлит - это тип вулканической магматической породы, считающийся основным источником алмазов. Фото: Geology Science , Затем алмазы переносятся на поверхность Земли через вулканические извержения. Когда вулканическая магма остывает, образуются породы, называемые кимберлитами или лампроитами, которые содержат необработанные алмазы.,Искусственные алмазы,С середины XX века несколько ученых начали объединять усилия для производства искусственных алмазов. Для этого необходимо было воспроизвести условия природных процессов образования алмазов в лабораториях, используя такие методы, как High Pressure High Temperature (HPHT) и Chemical Vapour Deposition (CVD), говорится в статье в Science News. HPHT, например, растворяет углерод в расплавленном металле под очень высоким давлением и температурой, образуя алмазы. CVD, с другой стороны, осаждает атомы углерода на нагретую поверхность, чтобы выращивать алмазы слой за слоем. Оба метода широко используются в ювелирной промышленности. Созданные в лаборатории алмазы имеют химический состав, схожий с природными алмазами. Фото: Valquere,Что представляет собой новая техника создания алмазов: "Мы обнаружили метод выращивания алмазов при давлении 1 атм и умеренной температуре с использованием сплава жидкого металла", - говорится в недавнем исследовании. Обычно процесс, используемый для создания большинства искусственных алмазов, требует высокого давления и занимает несколько дней, в отличие от новой методики, Сканирующая электронная микрофотография алмазной пленки, выращенной в жидком металле. Фото: Gog et al., Nature, Инновационный метод, описанный корейскими учеными, использует уникальную комбинацию жидких металлов при температуре около 1 025°C, но при атмосферном давлении, эквивалентном уровню моря. Такой подход устраняет необходимость в экстремальных давлениях, которые использовались в предыдущих методах. Согласно исследованию, вместо того чтобы использовать предварительно подготовленные алмазные семена, как это традиционно делалось, ученые растворяют углерод непосредственно в жидком металлическом сплаве, включающем галлий, железо, никель и кремний. Кроме того, как поясняет Science Alert, внутри графитовой оболочки была создана вакуумная система для нагрева и последующего охлаждения металла, пока он подвергался воздействию комбинации метана и водорода. В такой контролируемой среде быстрая кристаллизация позволяет сформировать непрерывную алмазную пленку всего за 150 минут. Стоит отметить, что исследование нового процесса получения алмазов находится на ранней стадии, но, по словам исследователей, он имеет большой потенциал и пока не включает в себя некоторые модификации, позволяющие выращивать драгоценные кристаллы на большей площади. "Общий подход к использованию жидких металлов может ускорить и стимулировать рост алмазов на различных поверхностях и, возможно, облегчить рост алмазов на небольших алмазных частицах (семенах)", - отмечают они в публикации,