科學家首次在室溫中合成鑽石

2020-12-12 科技生活快報

自然環境中,鑽石在地核深處形成。鑽石的形成需要很多時間,需要很高的壓力和1000°C以上的高溫。

人造合成鑽石需要的時間就少得多,但過程中依舊需要高壓和高溫。但如今,科學家想出了不在高溫下就可合成鑽石的方法,他們在《Small》雜誌上發表了關於在普通室溫中合成鑽石的文章。

碳原子可以形成各種各樣的結構:從二維的黑色石墨烯到超堅硬的透明鑽石。然而鑽石也各不相同,不但可以是「經典」立方體結構,還可能是六方晶格結構,形成特殊的六方金剛石。六方金剛石比立方金剛石更堅硬,但在自然界中更罕見,在實驗室中也更難獲得。

然而,澳大利亞國立大學教授朱蒂·布拉德(Jodie Bradby)率隊的科研團隊成功在非高溫下合成了立方金鋼石和六方金鋼石。通常人工合成鑽石需要創造出如同地核的高溫高壓環境,但這一次,物理學家們注意到了另一種鑽石自然形成機制——隕石的形成機制。

天體發生強烈碰撞裡,碳元素可形成鑽石,這在地球上和太空中都可以實現。據推斷,期間的溫度不如剪切力重要,剪切力會讓材料各層受到不同方向的力。例如,想像一張桌腳不牢的桌子受到大力推動,桌面向一邊移動的同時,桌腳會向另一邊移動。

因此專家設計了一種裝置,能讓石墨同時受到強大剪切力和壓力。然後科學家把石墨放在電子顯微鏡下觀察,發現了鑽石晶體。立方晶體在六方金剛石的層與層之間形成了極細的「毛細血管」。整個過程耗時僅數分鐘,科學家希望此方法能進一步完善,之後應用於工業和六方金剛石的大規模合成。

進一步增加剪切力,甚至可以降低鑽石形成需要的壓力。研究者指出,目前需要的壓力大約為80千兆帕,相當於640頭非洲大象施加於芭蕾舞鞋尖的壓力。

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  • 鑽石也能在室溫下人工合成了!網友:以後的鑽石會不會白菜價?
    鑽石或許並不像鑽石銷售商希望大家相信的那樣稀有且永恆,但事實上它們的確很稀有,因此合成出人造鑽石是一項值得努力的科學方向。天然鑽石只有在強烈的溫度和壓力條件下才會在地球深處形成,但是來自澳大利亞國立大學(ANU)和RMIT大學的研究人員表示,他們已經開發出了一種能夠在室溫下合成鑽石的技術方法,甚至其中一些鑽石比普通鑽石還要堅硬。 雖然該研究團隊不需要極高的溫度來合成鑽石,但他們確實需要利用很大的壓力。
  • 澳洲科學家在室溫下花數分鐘製造出稀有鑽石
    鑽石的形成非常不容易,傳統上碳元素得當地球深處,經過數十億年的高壓和高溫才能形成,但現在一組國際團隊運用新技術,成功將過程縮短至幾分鐘,不僅快速且可以在室溫下進行。
  • 澳大利亞科學家稱可在室溫下幾分鐘內造出鑽石
    參考消息網11月23日報導美媒稱,鑽石恆久遠,但這並不意味著它們必須要花費數十億年才能形成。科學家稱,他們將這一過程縮短到了短短幾分鐘——而且是在室溫條件下。
  • 科學家們在室溫下製造出了鑽石
    一個國際科學家團隊在實驗室裡,在室溫下幾分鐘內就製造出了鑽石,這個過程在自然界中通常需要數十億年、巨大的壓力和超高溫的溫度。該團隊由澳大利亞國立大學(ANU)和皇家墨爾本理工大學(RMIT)領導,製造了兩種類型的鑽石:訂婚戒指上的那種鑽石,以及另一種名為Lonsdaleite的鑽石,這種鑽石在自然界的隕石撞擊現場發現。
  • 澳大利亞科學家人工合成新鑽石:硬度比普通鑽石高58%
    澳大利亞科學家人工合成新鑽石:硬度比普通鑽石高58% 澎湃新聞記者 王心馨 2016-12-15 22:10 來源:澎湃新聞
  • 科幻已成現實:科學家可以在室溫下幾分鐘內製造出鑽石!
    據CNN報導:鑽石可能是永恆的,但這並不意味著它們必須花費數億年的時間才能形成。寶石通常是在碳被壓碎並加熱到地球表面數十億年之後才產生的,這就是為什麼它們如此被人們蒙co以求。現在,澳大利亞的科學家表示,他們已將室溫下的過程加速了幾分鐘。
  • 科學家找到幾分鐘內在室溫條件下鍛造出罕見鑽石的方法
    據外媒報導,傳統的鑽石需要在地球深處經過數十億年時間發展才能形成,極端的壓力和溫度為碳的結晶提供了合適的條件,然而現在科學家們正在研究鍛造這些寶石的更便捷方法。近日,一個國際研究團隊已經成功地將這一過程縮短到了短短幾分鐘,其展示了一種不僅能快速成型而且還能在室溫下成型的新技術。儘管在實驗室裡幾分鐘就能製造出鑽石的想法對珠寶商、說唱歌手或那些想要解決某個問題的人來說很有吸引力,但這並不是該類型研究的最終目的。這種以堅韌著稱的材料的人造版可用作切割超硬材料的新刀具、新型保護塗層或其他工業設備。
  • 形成天然鑽石需要數十億年時間,但是科學家們在實驗中製造了鑽石
    美國和澳大利亞科學家組成的團隊在實驗室的室溫條件下製造了鑽石,而且這個過程很短,僅僅幾分鐘內就製造出了鑽石。科學家們製造了兩種鑽石,一種是在訂婚儀式上使用的鑽石,另一種是在美國Canyon Diablo峽谷等隕石撞擊地點發現的名為Lonsdalite的鑽石。
  • 合成鑽石發展簡史
    回顧合成鑽石的發展史,可以說也是近代科學的發展縮影,其中的每一點進步都得益於無數科學家們的不斷探索。 早期探索:鑽石的本質是什麼? 17~18世紀 鑽石的人工合成研究,最早可以追溯到17世紀,科學家們嘗試探索天然金剛石(鑽石的礦物名稱)的化學成分。
  • 人類首次在室溫下造出「液態光」!科學家在物質第五態上再突破
    近日,科學家們首次在室溫下製造出液態光,讓光像水一樣在某個物體周圍流動、彎曲和環繞。團隊首席科學家、來自義大利 CNR 納米技術研究所的 Daniele Sanvitto說:「此次工作中最不同尋常的是,我們證明了超流體現象也可以在室溫的環境條件下實現」。
  • 合成鑽石是「李鬼」嗎?
    聽了對方的解釋,李薇不那麼生氣了。商家同意在李薇不退戒指的情況下,退給她1000元。其實高溫高壓合成鑽石早就有了,但由於技術原因,它們普遍呈黃色,淨度低,顆粒小,多用於工業。但在近幾年,合成鑽石的技術飛速進步,一些權威檢測中心在送來檢測的珠寶首飾中,發現了淨度非常高的無色合成鑽石。它們和天然鑽石一樣斑斕剔透,不藉助實驗室儀器,根本分辨不出來。
  • 鑽石也能製造的啦!科學家現在製造鑽石,只要幾分鐘!
    很多女孩子都特別喜歡鑽石,覺得這種東西亮晶晶的很漂亮,尤其是在陽光的照射之下。個頭越大的鑽石價格越貴也越漂亮,大家手上如果戴的是裡克拉為單位的鑽戒的話都要一萬起步。可惜鑽石也是礦產資源,經過人類的大量開採,估計馬上也會到山窮水盡的地步。到時候這個價格會更加昂貴一些!
  • 人工合成鑽石只需要3天,天然鑽石將被取代?
    文/星茜亞珠寶「鑽石恆久遠,一顆永流傳 」,鑽石象徵著永恆的愛情,鑽戒成為婚禮的標配。隨著工藝技術進步,人工合成鑽石只需要3天,鑽石還能象徵永恆的愛情嗎?天然鑽石將被人工鑽石取代?目前,合成人造金剛石的方法有很多,能夠產業化的技術主要有高溫高壓法(簡稱HTHP)和化學氣相沉積法(簡稱CVD)。國內外基本上都採用HTHP,只需要兩三天便能合成人工鑽石,具體合成過程在這裡不作詳述。儘管人類已經掌握合成鑽石的方法,但是人工合成鑽石與天然鑽石仍有明顯區別。
  • 資訊|合成鑽石:從黑工業鑽到亮麗寶石
    1772 年,Antoine Lavoisier 發現了鑽石以一種碳結晶形式存在,在 1800 年代,若干科學家嘗試製作鑽石材料,並未經證實宣稱製作成功。 英國作家 H.G. 1911 年,Wells 在名為 「The Diamond Maker」(《鑽石製造者》)的作品中描述了高溫高壓 (HPHT) 這一基礎工藝。
  • 頭髮竟能夠合成鑽石?還能和真的鑽石毫無二致!太神奇了!
    頭髮可以合成鑽石你相信麼?是不是覺得和不可思議?但是這麼不可思議的事情現在變成了現實,而且還有專門的公司在做這種合成鑽石,是不是既心動,同時也很好奇是怎麼做成的呢?小知就不繞彎子啦,接下來就給大家講講用頭髮合成鑽石的過程。
  • 大量高質量人工合成鑽石進入市場,天然鑽石地位不保?!
    近段時間我看到網上有一些文章、視頻裡看到過說現在合成鑽石的技術很發達,生產出的合成鑽石達到珠寶級,價格低可替代天然鑽石,身邊的不少朋友都來問我是不是真的,害怕自己買的鑽石價值會受到影響,那麼針對這個問題我就在這裡從鑽石合成工藝、市場行為、天然鑽石和合成鑽石的區別這幾個方面詳細為大家講解一下。
  • 合成鑽石全解析
    2012年5月,IGI安特衛普實驗室在一位鑽石商人送檢的605顆鑽石中,經鑑定發現其中混有461顆未經披露的合成鑽石。這是世界上第一次出現如此大量未經披露的合成鑽石送檢。IGI當時即將此次檢測的關鍵信息通報給行業內其他主要鑽石鑑定實驗室,讓業界提高警惕。隨著近幾年鑽石合成技術的不斷發展,合成鑽石可以達到的淨度、顏色、克拉重量均比過去有顯著提高。
  • HRD鑽石文化知識系列——CVD(化學氣相沉積法)合成鑽石
    · 採用化學氣相沉積法合成鑽石的過程中使用了何種氣體?· 通常的生成溫度是多少?· 合成鑽石的生成速度有多快? 為什麼很難合成鑽石?鑽石的構成類似煤或者是由碳構成的石墨,主要區別在於物質中的碳原子的排列方式不同(也就是晶格中的碳原子的排列方式不同)。可惜石墨是更為穩定的碳異型(形式),因此鑽石實際上是非常罕見的。
  • 恆久遠的璀璨鑽石,常溫下五分鐘造一顆?
    上周,澳大利亞國立大學(ANU)、皇家墨爾本理工大學(RMIT University)、雪梨大學(University of Sydney)和橡樹嶺國家實驗室(Oak Ridge National Laboratory)的科學家在同行評審的《Small》雜誌上發表了他們的成果:科學家可以在室溫下幾分鐘內製造一顆鑽石。
  • 貴不是鑽石唯一的缺點?人工合成鑽石已成主流?
    奇特的是如果在陽光下用放大鏡觀察鑽石,鑽石可能會慢慢消失不見(熱力學上碳在空氣中會氧化;動力學上碳在聚光的高溫下會加快反應速度)。這是因為當陽光聚焦在鑽石上的一點,溫度達到鑽石的燃點時,鑽石燃燒變成了二氧化碳氣體。