Een team van onderzoekers uit China, Duitsland en de VS heeft een manier ontwikkeld om een ​​minder kwetsbare diamant te maken. In hun paper gepubliceerd in het tijdschrift Nature , beschrijft de groep hun benadering van het creëren van een parakristallijne diamant en het mogelijke gebruik ervan.

Voorafgaand onderzoek heeft aangetoond dat diamant het hardst bekende materiaal is, maar het is ook kwetsbaar - ondanks hun hardheid kunnen diamanten gemakkelijk worden geslepen of zelfs gebroken. Dit komt door hun geordende atomaire structuur. Wetenschappers hebben jarenlang geprobeerd diamanten te synthetiseren die hun hardheid behouden maar minder kwetsbaar zijn. Het team is nu dicht bij het bereiken van dat doel.

Momenteel is de manier om diamanten te maken het plaatsen van een op koolstof gebaseerd materiaal in een bankschroefachtig apparaat waar het wordt verwarmd tot zeer hoge temperaturen terwijl het heel hard wordt geperst. In deze nieuwe poging hebben de onderzoekers dezelfde benadering gebruikt om een ​​minder geordend type diamant te creëren, maar hebben ze een nieuwe draai toegevoegd:het op koolstof gebaseerde materiaal was een partij fullerenen, ook bekend als buckyballs (koolstofatomen gerangschikt in een holle bolvormige vorm geven aan). Ze verhitten het materiaal tot tussen de 900 en 1.300 °C bij een druk van 27 tot 30 gigapascal. Met name de uitgeoefende druk was veel lager dan die wordt gebruikt om commerciële diamanten te maken. Tijdens de verwerking werden de bollen gedwongen in te storten en vormden ze zich tot transparante parakristallijne diamanten die bij kamertemperatuur konden worden geëxtraheerd.

Na het maken van hun minder geordende diamanten, bekeken de onderzoekers ze onder een elektronenmicroscoop om meer te weten te komen over hun structuur. Ze hebben ook monsters onderworpen aan röntgendiffractie en aan atomist-modellering. Daarbij ontdekten ze dat hun diamanten waren gemaakt van ongeordende sp ³ -gehybridiseerde koolstof, precies zoals ze hadden verwacht. Het doel om een ​​minder kwetsbare diamant te creëren was bereikt. In tegenstelling tot de resultaten van een andere recente poging om een ​​minder fragiele diamant te synthetiseren, is hun resulterende diamant niet volledig amorf (waardoor het een soort glas zou worden), hun is een soort amorf parakristal van diamant. Dit betekent dat het een middellange afstandsorde heeft:de atomen zijn geordend over korte afstanden, maar niet over lange afstanden. Er bestaat dus geen atoomvlak, wat betekent dat de diamanten niet kunnen worden geslepen zoals natuurlijke diamanten. + Verder verkennen

Nieuw gesynthetiseerde AM-III-koolstof is het hardste en sterkste amorfe materiaal tot nu toe

© 2021 Science X Network