Vedci úspešne syntetizujú-kvalitný diamant z čierneho zlata

Diamant nie je len krištáľovo čistá biela forma. Rozmanitosť jeho farby pochádza z rozdielov v stopových prvkoch alebo inklúziách v kryštálovej štruktúre. Dnes spomenieme Carbonado, bežne známe ako „čierny diamant“. Nielenže má hlbokú a ušľachtilú farbu, ale tajomstvo jeho formovania zahŕňa dve hlavné oblasti: vedu o Zemi a astrofyziku. Nedávny úspech čínskych vedcov priniesol úsvit k vyriešeniu tejto záhady.

 

Na rozdiel od bežných monokryštálových priehľadných diamantov je čierny diamant polykryštalický diamantový polymér. Tvorí ho nespočetné množstvo drobných diamantových zŕn „zapustených“ vo vnútri, zvyčajne obalených grafitom, amorfným uhlíkom alebo inými minerálnymi nečistotami. Sú to práve tieto zložité vnútorné štruktúry, ktoré mu dodávajú jedinečný vzhľad, ktorý je tmavý a nepriehľadný, no má silný kovový lesk a zároveň mu dodáva mimoriadne vysokú tvrdosť a húževnatosť. Prírodný čierny diamant je extrémne vzácny. V súčasnosti sa prírodný čierny diamant nachádza iba v aluviálnych ložiskách v Brazílii a Stredoafrickej republike a jeho pôvod je stále vedeckou záhadou. Vedci navrhli rôzne hypotézy, vrátane vzniku vysokého tlaku v hlbinách Zeme, dopadu kozmických meteoritov alebo pozostatkov dávnych dopadov asteroidov na Zem. Vďaka svojej extrémnej vzácnosti má prírodný diamant z čierneho zlata významnú hodnotu v oblasti drahých kameňov a zberateľských predmetov.

 

 

Pôvod čierneho diamantu je už dlho hlavnou témou diskusií vo vedeckej komunite-. Mainstreamová hypotéza naznačuje, že sa mohol sformovať v extrémne vysoko-tlakových a{3}}teplotných prostrediach hlboko v zemskom plášti; Ďalšou hypotézou je, že môže pochádzať z okamžitého ultra-vysokého tlaku a vysokej teploty generovaných asteroidmi, ktoré sa v staroveku zrazili so Zemou; Existujú dokonca hypotézy, ktoré naznačujú, že môže pochádzať z medzihviezdneho priestoru bohatého na uhlík a zostúpiť na Zem s meteoritmi. Toto nevyriešené tajomstvo vrhlo na tento čierny diamant závoj tajomstva na kozmickej úrovni.

 

Drvivá väčšina v súčasnosti dostupných „čiernych diamantov“ sú bezfarebné diamanty, ktoré boli umelo ožiarené. Táto úprava mení iba farbu povrchu diamantu a jeho vnútro zostáva monokryštálovou štruktúrou, ktorá sa zásadne líši od štruktúry polykryštalického polyméru a fyzikálnych vlastností prírodného čierneho diamantu. Dá sa povedať, že predtým laboratórium skutočne nereplikovalo tento typ prírodného štruktúrovaného čierneho diamantu.

 

Nedávno túto medzeru zaplnil tím čínskych vedcov. Profesor Zhao Zhisheng a ďalší z akademického tímu Štátneho kľúčového laboratória technológie a vedy prípravy metastabilných materiálov univerzity Yanshan, založenom na novom princípe transformácie pevných látok, úspešne dosiahli umelú syntézu vysoko-kvalitného čierneho diamantu. Čierny diamant, ktorý syntetizovali, má jednotnú a hlbokú farbu, hustú textúru a vynikajúci výkon: jeho tvrdosť možno ovládať v širokom rozsahu 40-150 GPa a vzorka s najvyššou tvrdosťou môže ľahko vyrezať prírodné diamanty; Jeho húževnatosť je 2 až 4-krát väčšia ako u bežných diamantov. Naproti tomu prírodný čierny diamant má často chyby ako nerovnomerné zloženie a póry vo vnútri.

 

Tento prelomový výskum poskytuje kľúčové experimentálne dôkazy a nový pohľad na overenie rôznych hypotéz o pôvode čierneho diamantu vo vede. Technologicky tento supertvrdý materiál, ktorý dokáže synergicky regulovať tvrdosť a húževnatosť, prinesie dlhodobú{1}}technologickú inšpiráciu a očakáva sa, že sa bude používať na výrobu špičkových-obrábacích nástrojov, ultra presných nástrojov na obrábanie, hlbokomorských vrtákov a-ochranného panciera s mimoriadne-vysokou odolnosťou voči opotrebovaniu. Samozrejme, môže tiež poskytnúť trhu so šperkami spoľahlivé zdroje a jednotnú kvalitu pravých „čiernych diamantov“.