Искусственный алмаз получен при комнатной температуре

23.11.2020

Новая технология позволяет синтезировать искусственные алмазы без сильного нагревания и получать даже редчайший лонсдейлит с особо прочными кристаллами.

В естественных условиях алмазы формируются глубоко в недрах Земли. Его образование занимает немало времени, требует высокого давления и нагрева выше 1000 °C. Получать синтетические алмазы удается быстрее, хотя процесс по-прежнему происходит при огромных давлениях и температурах. Обойтись без нагревания ученые научились только теперь, разработав синтез алмазов при обычной комнатной температуре.

Атомы углерода могут образовывать самые разные структуры - от плоского и черного графена до сверхпрочного и прозрачного алмаза. Однако и алмазы бывают разными: частицы в его кристаллах могут складываться не только в "классическую" кубическую, но и в гексагональную кристаллическую решетку, образуя особую форму алмаза - лонсдейлит. Он отличается еще большей твердостью, чем кубический, однако в природе встречается намного реже. Да и в лаборатории получить его сложнее.

Однако международной команде ученых во главе с профессором Австралийского национального университета Джоди Брэдби удалось синтезировать и кубическую, и гексагональную формы алмаза без использования высоких температур. Как правило, для этого пытаются искусственно воссоздать условия земных недр с их жаром и огромным давлением. Однако на этот раз физики обратились к другому естественному механизму образования алмазов - метеоритному.

Эти кристаллы действительно могут появляться из углерода в результате мощных ударов небесных тел, причем не только на Земле, но и в космосе. Предполагается, что температура при этом не так важна, как сдвиговая сила, благодаря которой разные слои материала испытывают усилие, направленное в разные стороны. Представьте сильный толчок в стол с плохо закрепленными ножками: столешница сдвигается в одну сторону, ножки - в обратную.

Поэтому авторы сконструировали установку, которая позволяла воздействовать на образец графита мощным сдвиговым усилием и одновременно огромным давлением. Рассмотрев затем образец под электронным микроскопом, они обнаружили кристаллы алмаза. Кубические кристаллы образовали тончайший "капилляр" между слоями лонсдейлита. Процесс занял всего несколько минут, и ученые надеются, что его удастся доработать для промышленного применения и массового синтеза этого невероятно прочного материала.

Возможно даже, что, дополнительно повысив сдвиговую силу, удастся снизить давление, необходимое для образования кристаллов. Пока для этого требуется порядка 80 ГПа - как замечают авторы, "давление, сравнимое с весом 640 африканских слонов, балансирующих на носке балетного пуанта".

<< Назад: Сетевое хранилище TerraMaster F5-221 24.11.2020

>> Вперед: Смешанная реальность для автомобилей 23.11.2020

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Спасение коралловых рифов пересадкой доноров 10.12.2024

Ученые из Университета Бар-Илана предложили пересаживать фрагменты экосистемы здорового коралла на поврежденный. В результате здоровая экосистема помогает кораллу восстановиться. В новом исследовании был применен метод "пересадки экосистемы кораллового рифа". Он заключается в том, что со здорового рифа берется разнообразное сообщество организмов, в том числе беспозвоночных и микробов, выращивается на терракотовой плитке, а потом вместе с плиткой переносится на поврежденный риф. Эксперименты показали заметное улучшение здоровья кораллов: повысилась эффективность фотосинтеза и увеличилась популяция симбиотических водорослей. Результаты показали, что пересадка здоровой экосистемы может значительно повысить жизнестойкость и физиологические функции кораллов. Важным элементом эксперимента являются сами терракотовые плитки. Они повторяют сложную 3D-структуру природных коралловых рифов и обеспечивают удобную среду для разнообразных организмов. Ученые подробно описали проведенный эк ...>>

Разработана долговечная алмазная батарея 10.12.2024

Британские ученые построили уникальную батарею, способную работать тысячелетиями. Это устройство, получившее название алмазной батареи, основано на использовании радиоактивного изотопа углерода-14 и может стать революцией в мире энергетики. Принцип работы алмазной батареи схож с работой солнечных панелей, но с одной важной разницей: вместо света она использует радиоактивный распад углерода-14. Углерод-14 - это радиоактивный изотоп, известный по методу радиоуглеродного датирования, который широко применяется в археологии и геологии для определения возраста органических материалов. При распаде углерода-14 высвобождаются электроны, которые алмазная структура улавливает и преобразует в электрический ток. Этот процесс обеспечивает стабильное и долговечное производство энергии, так как период полураспада углерода-14 составляет около 5700 лет. Алмазная батарея обладает рядом значительных преимуществ: 1. Долговечность: Благодаря стабильности радиоактивного изотопа устройство способ ...>>

Влияние просмотра телевизора на размер мозга 09.12.2024

Продолжительный просмотр телевизора может негативно сказаться на здоровье мозга, снижая объем серого вещества - области, где сосредоточены нейроны, ответственные за обработку информации. Эти данные были получены в рамках исследования, проведенного командой ученых из Школы общественного здравоохранения Блумберга при Университете Джонса Хопкинса. Возглавлял проект Райан Догерти. Ученые анализировали данные крупного долгосрочного исследования "Развитие риска коронарных артерий у молодых взрослых" (CARDIA), начатого в 1985 году при поддержке Национального института сердца, легких и крови США. В исследовании участвовали более 5000 человек из четырех городов Соединенных Штатов, и его цель заключалась в изучении факторов, влияющих на здоровье на протяжении жизни. Один из аспектов, изученных в рамках CARDIA, был связан с привычками участников, включая время, проводимое перед экраном телевизора. Выяснилось, что те, кто смотрел телевизор более 1,4 часа в день, к 50 годам теряли около 0,5% ...>>

Найдена причина образования новых нервных клеток 09.12.2024

Возможность восстановления нервных клеток - одна из самых загадочных и желанных целей в современной медицине. Немецкие ученые из Дрезденского технического университета, возглавляемые Михаэлем Брандом, сделали важный шаг в этом направлении, изучив уникальные способности рыбы-зебры. Исследователи обнаружили, что регенерация тканей головного мозга у этой рыбы связана с воспалительной реакцией, которая запускает процесс образования новых нервных клеток. Рыба-зебра, небольшой пресноводный организм, стала популярной моделью для изучения регенерации благодаря своей способности восстанавливать ткани, включая мозг, даже после серьезных повреждений. В ходе экспериментов ученые установили, что воспаление, возникающее в поврежденной ткани, играет ключевую роль в регенерации. Это открытие удивительно, поскольку у млекопитающих воспаление обычно приводит к образованию рубцов, блокирующих восстановление нервных клеток. У млекопитающих, включая человека, после повреждений головного мозга формиру ...>>

Вкус вируальной реальности 08.12.2024

Ученые из Гонконга представили уникальное устройство, способное воспроизводить разнообразные вкусы, словно в сказке. Гаджет, напоминающий обычный леденец, позволяет "почувствовать" вкус в виртуальной реальности. Это не просто развлечение, а шаг в будущее, где технологии могут в корне изменить наше восприятие мира. Гаджет использует метод ионофореза - воздействия электрического тока для управления вкусовыми рецепторами языка. В его конструкции предусмотрены девять каналов, заполненных ароматизированными гидрогелями. Когда через них проходит электрический ток, гели выделяют химические вещества, создающие вкусовые ощущения. Это позволяет пользователю почувствовать сладкий, кислый, соленый, горький и умами вкусы без реального употребления пищи. Для имитации вкусов в составе гидрогелей использованы такие безопасные компоненты, как сахар, соль, лимонная кислота и экстракты натуральных продуктов: вишни, молока, зеленого чая, маракуйи, дуриана и грейпфрута. Устройство потребляет минималь ...>>

Случайная новость из Архива Стирание воспоминаний 29.07.2020 Фантастические сюжеты фильмов и романов имеют свойство становиться реальностью. Например, часто в них упоминается "стирание памяти". Успеха в этом направлении удалось добиться исследователям из Италии. Они освоили методику удаления из памяти человека неприятных воспоминаний. Предполагается, что она может стать фундаментом для создания подходов по эффективному лечению расстройств психики и посттравматического синдрома. Стирание памяти основано на воздействии на мозг при помощи трансчерепной магнитной стимуляции. Воздействуя на мозг магнитным полем и направляя его в определенные зоны, можно изменять их электрическую активность. Делая это упорядоченно, ученые научились достигать нужных им результатов. Например, при помощи ТМС можно лечить болезнь Альцгеймера, улучшать математические способности и уменьшать тягу к курению и другим вредным привычкам. Ученые детально разобрались в том, как возникают в мозгу воспоминания. Они выделили наличие такого явления, как реконсолидация памяти. Этот термин означает периодическое воспроизведение воспоминаний из долговременной памяти, укрепляющее их. Оно характерно так называемым "окном изменчивости", когда на воспоминание можно влиять, вносить в него коррективы. Зная это и воздействуя магнитным полем на участки префронтальной коры мозга, можно удалить неприятные воспоминания, связанные со стрессами. Для подтверждения этой теории был проведен наглядный эксперимент с участием 100 добровольцев, вызвавшихся послужить науке. Им было предложено просмотреть подборку фотографий с нейтральной тематикой. Во время просмотра на них воздействовали током, нанося неприятные удары электрошоком. Это вызвало ассоциацию между фото и болью. На следующий день им предложили вспомнить пережитое и провели сеанс ТМС. Затем, их воспоминания были проверены еще раз. Оказалось, что они избавлены от страха перед электрошоком, хотя и не забыли того, что было несколько дней назад с ними.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2024