دانشمندان از طبیعت سرپیچی می کنند: ساخت الماس در دقایق دمای اتاق

تصاویر تیم RMIT نشان می دهد که الماسهای معمولی فقط در وسط این رگه های Lonsdaleite تحت این روش جدید ایجاد شده توسط تیم بین نهادی تشکیل می شوند. اعتبار: RMIT
یک تیم بین المللی از دانشمندان از ساختن الماس در عرض چند دقیقه در آزمایشگاه با دمای اتاق سرپیچی کرده اند – فرایندی که معمولاً به میلیاردها سال ، فشار عظیم و دمای فوق العاده گرم نیاز دارد.
تیم تحت هدایت دانشگاه ملی استرالیا (ANU) و دانشگاه RMIT ، دو نوع الماس ساخته اند: نوعی که در یک حلقه نامزدی یافت می شود و نوع دیگری از الماس به نام Lonsdaleite ، که در طبیعت در محل مشاهده می شود اثرات شهاب سنگ مانند Canyon Diablo در آمریکا.
یکی از محققان برجسته ، پروفسور ANU ، جودی بردبی ، گفت که دستیابی به موفقیت آنها نشان می دهد که سوپرمن ممکن است هنگام استفاده از ذغال سنگ به الماس ، بدون استفاده از اشعه حرارت خود ، حیله مشابهی در آستین داشته باشد.
“الماس های طبیعی معمولاً طی میلیاردها سال ، در عمق حدود 150 كیلومتری زمین كه در آن فشارهای زیاد و دمای بالاتر از 1000 درجه وجود دارد ، تشکیل می شوند Celsius ، “پروفسور بردبی از دانشکده تحقیقات فیزیک ANU گفت.
پروفسور ANU جودی بردبی سندان الماس را که تیم برای ساخت الماس از آن استفاده کرده اند در آزمایشگاه نگهداری می کند. اعتبار: جیمی کیدستون ، ANU
این تیم ، از جمله تام شیل ، دکترای سابق دکترای ANU اکنون در موسسه علوم کارنگی ، قبلاً Lonsdaleite را فقط در دمای بالا در آزمایشگاه ایجاد کرده است.
این کشف جدید غیرمنتظره نشان می دهد که هم لونسدالیت و هم الماس معمولی می توانند فقط با اعمال فشارهای بالا – معادل 640 فیل آفریقایی در نوک کفش باله ، در دمای اتاق معمولی تشکیل شوند.
“پیچ و تاب در داستان نحوه اعمال فشار ماست. علاوه بر فشارهای بسیار زیاد ، به کربن اجازه می دهیم چیزی به نام “برش” را نیز تجربه کند – که مانند یک نیروی چرخشی یا کشویی است. ما فکر می کنیم که این اجازه می دهد تا اتم های کربن به جای خود حرکت کرده و Lonsdaleite و الماس معمولی را تشکیل دهند. “پروفسور بردبی گفت.
محقق سرپرست پروفسور Dougal McCulloch و تیم وی در RMIT از تکنیک های پیشرفته میکروسکوپ الکترونی برای گرفتن قطعه های جامد و دست نخورده از نمونه های آزمایشی برای ایجاد عکس هایی از نحوه تشکیل دو نوع الماس استفاده کردند.
پروفسور مک کالوچ گفت: “تصاویر ما نشان داد که الماسهای معمولی فقط در وسط این رگه های لونسدالیت تحت این روش جدید که توسط تیم بین المللی ما ایجاد شده تشکیل می شوند.”
دکترای علوم برنتون کوک (سمت چپ) و پروفسور دوگل مک کلاخ با یکی از میکروسکوپ های الکترونیکی مورد استفاده در تحقیق. اعتبار: RMIT
“دیدن این” رودخانه “های کوچک Lonsdaleite و الماس معمولی برای اولین بار بسیار شگفت انگیز بود و واقعاً به ما کمک می کند تا از شکل گیری آنها آگاه شویم.”
Lonsdaleite ، به نام تبلورشناس Dame Kathleen Lonsdale ، اولین زنی که به عنوان عضو انجمن سلطنتی انتخاب شد ، ساختار بلوری متفاوتی با الماس معمولی دارد. پیش بینی می شود 58 درصد سخت تر باشد.
پروفسور بردبی گفت: “Lonsdaleite توانایی استفاده برای برش مواد فوق جامد در سایت های استخراج را دارد.”
“ایجاد بیشتر این الماس نادر اما فوق العاده مفید هدف طولانی مدت این کار است.”
خانم زینگشو هوانگ دانشمند دکترای ANU است که در آزمایشگاه پروفسور بردبی کار می کند.
“خانم هوانگ گفت:” توانایی ساخت دو نوع الماس در دمای اتاق برای اولین بار در آزمایشگاه ما هیجان انگیز بود.
این تیم که دانشگاه سیدنی و آزمایشگاه ملی اوک ریج در ایالات متحده را درگیر کرده است ، یافته های تحقیق را در مجله Small منتشر کرده است.
مرجع: “بررسی تشکیل دمای اتاق از نانوکربن های فوق العاده سخت الماس و Lonsdaleite” توسط Dougal G. McCulloch ، Sherman Wong ، Thomas B. Shiell ، Bianca Haberl ، Brenton A. Cook ، Xingshuo Huang ، Reinhard Boehler ، David R. McKenzie و Jodie E. Bradby ، 4 نوامبر 2020 ، کوچک . DOI: 10.1002 / smll.202004695