Ученые изобрели новый способ выращивания алмазов — детали

Ученые из Токийского университета разработали инновационный способ создания искусственных алмазов, который кардинально отличается от традиционных методов. Вместо экстремальных условий, таких как высокое давление в десятки гигапаскалей и температуры в тысячи кельвинов, исследователи применили технику низкого давления с использованием электронного облучения.

Этот метод не только эффективен, но и позволяет создавать наноалмазы без дефектов диаметром до 10 нанометров, что открывает новые возможности для науки и промышленности, пишет издание SciTechDaily.

Чем удивили исследователи из Токио

Ключевой особенностью нового метода является использование молекулы углерода - адамантана (C10H16), которая имеет тетраэдрическую структуру, похожую на алмаз.

Адамантан оказался перспективным благодаря следующим свойствам:

• тетраэдрическая симметричная структура;
• сходство с пространственной конфигурацией алмаза;
• способность формировать трехмерную решетку при изменении связей.

Как работает процесс электронного облучения

В ходе экспериментов ученые удаляли определенные C-H-связи в адамантане, что позволяло формировать новые C-C-связи. Это постепенно превращало молекулы в устойчивую алмазоподобную структуру.

Процесс контролировался благодаря

• просвечивающей электронной микроскопии;
• вакуумным условиям;
• температурному диапазону 100-296 К;
• энергии облучения 80-200 килоэлектронвольт.

Какие результаты удалось получить

В результате длительного облучения ученые смогли получить наноалмазы диаметром до 10 нанометров без дефектов, с кубической кристаллической структурой. При этом происходил выброс водорода — естественный побочный процесс в ходе формирования решетки.

Основные выводы исследования:

• образованные наноалмазы являются стабильными и без дефектов;
• размер кристаллов достигает 10 нанометров;
• другие углеводороды не способны повторить результат адамантана.

Почему этот прорыв важен

Открытие японских ученых не только предлагает новый метод синтеза алмазов, но и имеет более широкий научный контекст.

Оно открывает перспективу для:

• создания высококачественных материалов для электроники;
• применения в медицине и нанотехнологиях;
• безопасного исследования органических образцов;
• объяснения естественного образования алмазов в метеоритах.

Будущее технологии создания искусственных алмазов

Сегодня открытие японских исследователей можно рассматривать как фундамент для развития новых подходов в материаловедении. Оно доказывает, что алмазы можно выращивать без экстремальных условий и гигантских затрат, открывая путь к их более доступному производству.

Со временем это может изменить рынок искусственных алмазов и дать толчок для появления инновационных технологий в различных отраслях.

Как сообщалось, большинство мировых алмазов (более 70%) образовалась глубоко в мантии Земли, на глубине более 150 километров. На поверхность они попадают в результате редких извержений вулканических пород, известных как кимберлиты.

Также мы рассказывали, что Ангола добавляет к своим символам новое, крупное алмазное месторождение. Это первое за 30 лет значительное открытие может существенно повлиять не только на экономику страны, но и на мировой рынок драгоценных камней.