Skaber en mindre skrøbelig diamant ved hjælp af fullerener

Et team af forskere fra Kina, Tyskland og USA har udviklet en måde at skabe en mindre skrøbelig diamant. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Nature , beskriver gruppen deres tilgang til at skabe en parakrystallinsk diamant og mulige anvendelser for den.

Tidligere forskning har vist, at diamant er det hårdeste kendte materiale, men det er også skrøbeligt - på trods af deres hårdhed kan diamanter let skæres eller endda knuses. Dette er på grund af deres ordnede atomare struktur. Forskere har i årevis forsøgt at syntetisere diamanter, der bevarer deres hårdhed, men er mindre skrøbelige. Teamet er nu tæt på at nå det mål.

I øjeblikket er måden at skabe diamanter på at placere et kulstofbaseret materiale i en skruestiklignende enhed, hvor det opvarmes til meget høje temperaturer, mens det presses meget hårdt. I denne nye indsats har forskerne brugt den samme tilgang til at skabe en mindre ordnet type diamant, men har tilføjet et nyt twist - det kulstofbaserede materiale var en batch af fullerener, også kendt som buckyballs (kulstofatomer arrangeret i en hul sfærisk form) form). De opvarmede materialet til mellem 900 og 1.300 °C ved tryk på 27 til 30 gigapascal. Det er bemærkelsesværdigt, at det udøvede tryk var meget lavere end det, der bruges til at fremstille kommercielle diamanter. Under behandlingen blev kuglerne tvunget til at kollapse, og de blev til gennemsigtige parakrystallinske diamanter, som kunne udvindes ved stuetemperatur.

Efter at have lavet deres mindre ordnede diamanter, så forskerne på dem under et elektronmikroskop for at lære mere om deres struktur. De udsatte også prøver for røntgendiffraktion og atomistmodellering. Ved at gøre det fandt de ud af, at deres diamanter var lavet af uordnet sp ³ -hybridiseret kulstof, præcis som de forventede. Målet om at skabe en mindre skrøbelig diamant var nået. I modsætning til resultaterne af en anden nylig indsats for at syntetisere en mindre skrøbelig diamant, er deres resulterende diamant ikke fuldstændig amorf (hvilket ville gøre det til en type glas), deres er en type amorf diamant parakrystal. Det betyder, at den har en mellemrækkefølge - dens atomer er ordnet over korte afstande, men ikke over lange. Der eksisterer således ikke noget atomplan, hvilket betyder, at diamanterne ikke kan skæres som naturlige diamanter. + Udforsk yderligere

Nysyntetiseret AM-III kulstof er det hårdeste og stærkeste amorfe materiale til dato

© 2021 Science X Network