Większe i piękniejsze diamenty

Tanią metodę szybkiej produkcji dużych diamentów opracowali amerykańscy naukowcy. Dzięki niej niemal doskonałe kryształy trafią do zastosowań przemysłowych — jako ostrza, czy elementy elektronicznych podzespołów.

Aktualizacja: 30.10.2008 18:15 Publikacja: 30.10.2008 12:25

Większe i piękniejsze diamenty

Foto: Wikipedia

Niezwykłe cechy diamentów — ich twardość, przejrzystość, a także odporność na czynniki chemiczne, pola elektryczne i promieniowanie z jednej strony czynią z nich pożądany materiał, a z drugiej — utrudniają ich produkcję przemysłową. Obecnie aby uzyskać przejrzyste kryształy diamentu stosuje się tzw. wyżarzanie. W trakcie tego procesu może jednak dojść do zmiany diamentu w inną odmianę węgla — grafit (używany do produkcji smarów, czy wkładów do ołówków). Aby temu zapobiec cały proces musi odbywać się w warunkach bardzo wysokiego ciśnienia. W specjalnych maszynach wytwarzane jest ciśnienie ok. 60 tys. razy wyższe, niż atmosferyczne. W ten sposób naukowcy praktycznie naśladują warunki, w jakich naturalnie powstaje diament. Ale to metoda kosztowna i mająca swoje ograniczenia — głównie dotyczą one wielkości produkowanych w ten sposób diamentów.

Proponowana przez naukowców z Laboratorium Geofizycznego Carnegie Institution technika pozwala zaś na wytwarzanie diamentów dowolnej wielkości i o zaplanowanych cechach optycznych. Specjaliści: Yu-fei Meng, Chih-shiue Yan, Haiyun Shu, Qi Liang, Ho-kwang Mao i Szczęsny Kraśnicki posługują się tzw. techniką CVD do wytwarzania syntetycznych diamentów w warunkach niskiego ciśnienia. Kryształy formują się dość szybko, ale mają nieciekawą żółto-brązową barwę. Dzięki wyżarzaniu w temperaturze 2 tys. st. Celsjusza pod ciśnieniem niższym niż atmosferyczne, diamenty tracą tę barwę, a niektóre uzyskują kolor lekko różowy. W takiej postaci mają one dużą wartość dla przemysłu.

- To fantastyczne, jak brązowe kryształy przekształcają się w czyste lub różowe diamenty — mówi Chih-shiue Yan.

- Najbardziej ekscytujące jest jednak to, że możemy wytwarzać kryształy o dowolnej wielkości — tłumaczy Ho-kwang Mao. — Będziemy mogli produkować diamenty o rozmiarach tysięcy karatów.

Największy z dotychczas znalezionych naturalnych kryształów — o nazwie Cullinan — ważył 3106 karatów (czyli ok. 621 g). Uzyskane z pocięcia tego kryształu największe kamienie zdobią brytyjskie berło i koronę.

Produkowane w laboratoriach syntetyczne diamenty trafią jednak przede wszystkim do przemysłu. Wykorzystuje się je m.in. w wiertnictwie, na ostrzach narzędzi chirurgicznych, do kalibracji urządzeń, jak również (rozdrobnione) w pastach szlifierskich.

Badacze przy okazji udoskonalili metodę badania defektów kryształów. — Ta praca przysłuży się też przemysłowi jubilerskiemu. Dzięki niej będzie można łatwo odróżnić diamenty naturalne od syntetycznych — tłumaczy Yan.

Niezwykłe cechy diamentów — ich twardość, przejrzystość, a także odporność na czynniki chemiczne, pola elektryczne i promieniowanie z jednej strony czynią z nich pożądany materiał, a z drugiej — utrudniają ich produkcję przemysłową. Obecnie aby uzyskać przejrzyste kryształy diamentu stosuje się tzw. wyżarzanie. W trakcie tego procesu może jednak dojść do zmiany diamentu w inną odmianę węgla — grafit (używany do produkcji smarów, czy wkładów do ołówków). Aby temu zapobiec cały proces musi odbywać się w warunkach bardzo wysokiego ciśnienia. W specjalnych maszynach wytwarzane jest ciśnienie ok. 60 tys. razy wyższe, niż atmosferyczne. W ten sposób naukowcy praktycznie naśladują warunki, w jakich naturalnie powstaje diament. Ale to metoda kosztowna i mająca swoje ograniczenia — głównie dotyczą one wielkości produkowanych w ten sposób diamentów.

Nauka
W organizmach delfinów znaleziono uzależniający fentanyl
https://track.adform.net/adfserve/?bn=77855207;1x1inv=1;srctype=3;gdpr=${gdpr};gdpr_consent=${gdpr_consent_50};ord=[timestamp]
Nauka
Orki kontra „największa ryba świata”. Naukowcy ujawniają zabójczą taktykę polowania
Nauka
Radar NASA wychwycił „opuszczone miasto” na Grenlandii. Jego istnienie zagraża środowisku
Nauka
Jak picie kawy wpływa na jelita? Nowe wyniki badań
Materiał Promocyjny
Bank Pekao wchodzi w świat gamingu ze swoją planszą w Fortnite
Nauka
Północny biegun magnetyczny zmierza w kierunku Rosji. Wpływa na nawigację