SO HUU TRI TUE
Thứ năm, 12/06/2025
  • Click để copy

Phương pháp mới tạo ra kim cương trong vài phút ở phòng thí nghiệm

07:10, 14/12/2020
(SHTT) - Thay vì phải chờ đợi hàng tỷ năm để kim cương được hình thành trong tự nhiên với áp suất khổng lồ và nhiệt độ siêu cao, các nhà khoa học tại Úc mới đây đã có thể tự làm ra những viên kim cương lấp lánh ở nhiệt độ phòng thí nghiệm chỉ trong vài phút.

Cách đây không lâu, một nhóm nhà nghiên cứu từ Đại học Quốc gia Úc (ANU) và Đại học Viện Công nghệ Hoàng gia Melbourne (RMIT) do GS Dougal G. McCulloch dẫn đầu đã công bố một phương pháp có thể tạo ra đá quý ở nhiệt độ phòng trong vòng vài phút.

Các  nhà khoa học đã tạp ra phương pháp mới giúp hình thành kim cương tinh thể nano và lonsdaleite - một dạng phân tử carbon ít phổ biến hơn với cấu trúc tinh thể lục giác, tìm thấy trong tự nhiên tại các điểm va chạm của thiên thạch - ở nhiệt độ phòng dưới áp suất 80GPa.

kim-cuong-moissanite-va-kim-cuong-nhan-tao-scaled

 

Đây là một cải tiến mang tính đột phá khi tất cả các quy trình chế tạo kim cương nhân tạo đều yêu cầu nhiệt độ khoảng 1.400°C. Trong công trình nghiên cứu này, carbon thủy tinh được sử dụng làm vật liệu tiền chất và được nén trong các tế bào đe kim cương ở nhiệt độ phòng.

Carbon thủy tinh là một dạng carbon không tinh thể, tương tự như than chì, chủ yếu là liên kết sp2, nhưng không giống như graphit, phân tử chứa các lớp xếp chồng lên nhau và định hướng ngẫu nhiên, tạo thành một vật liệu đẳng hướng, mờ đục.

Sau khi nén carbon thủy tinh và phân tích các mẫu dưới áp lực, các nhà khoa học quan sát được sự hình thành 3 pha khác biệt của cacbon: graphit, kim cương và lonsdaleit.

Trước đây, nhóm nghiên cứu cũng tạo được lonsdaleite, còn được gọi là kim cương lục giác trong phòng thí nghiệm ở nhiệt độ cao. Kim cương và lonsdaleite thường được cho là hình thành thông qua các cách biến đổi khác nhau liên quan đến sự trượt của những lớp graphene  để đạt được sự xếp chồng thích hợp khi các lớp nén lại với nhau.

hailoaikimcuong

 

hinhthanhhailoaikimcuong

Biến đổi pha từ carbon thủy tinh thành kim cương và kim cương lục giác lonsdaleite dưới lực cắt. 

Sự dịch chuyển các nguyên tử cần thiết tạo thành dạng tinh thể tương ứng đạt được bằng phương pháp làm nóng mẫu, giảm thiểu rào cản động học giữa các pha. Nhưng kết quả thử nghiệm mới cho thấy cả lonsdaleite và kim cương thông thường cũng có thể hình thành ở nhiệt độ phòng bình thường chỉ bằng cách áp dụng áp suất cao đến 80GPa.

Hiện nay, bên cạnh nguồn sản phẩm quý hiếm từ tự nhiên, việc sản xuất kim cương nhân tạo cũng không còn quá xa lạ nhằm đáp ứng nhu cầu tiêu dùng của thế giới. Tuy nhiên, các quy trình tổng hợp này đòi hỏi áp suất và nhiệt độ cao để biến carbon nguyên tố thành kim cương kết tinh. Điều này đòi hỏi năng lượng rất lớn để vượt rào cản động học cao giữa các pha vật liệu, do đó, phương pháp mới của GS Dougal G. McCulloch và các cộng sự sẽ mở ra hướng đi mới cho việc sản xuất thứ đá quý đắt đỏ này.

Thái An

Tin khác

Khoa học Công nghệ 1 giờ trước
(SHTT) - Ngày 11/6, tại Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông Việt Nam, Hà Nội, Trung tâm Công nghệ Chiến lược Australia–Việt Nam (AVSTC) đã chính thức khai trương. Sự kiện đánh dấu bước tiến mới trong quan hệ hợp tác giữa Australia và Việt Nam trong các lĩnh vực công nghệ chiến lược.
Khoa học Công nghệ 5 giờ trước
(SHTT) - Sự ra đời của các cảm biến sinh học thế hệ mới không chỉ nâng cao năng lực giám sát an toàn thực phẩm mà còn đặt ra những khả năng hoàn toàn mới cho việc phát hiện nhanh các tác nhân gây hại, giúp giảm mạnh nguy cơ ngộ độc, lừa đảo thương mại và vi phạm tiêu chuẩn xuất khẩu.
Khoa học Công nghệ 5 giờ trước
(SHTT) - Với khả năng phát hiện ô nhiễm ở cấp độ phân tử và chi phí triển khai ngày càng rẻ, cảm biến nano có thể trở thành công cụ thay đổi cách quản lý môi trường đô thị tại Việt Nam.
Khoa học Công nghệ 1 ngày trước
(SHTT) - Trung tâm nghiên cứu và phát triển trí tuệ nhân tạo (AI R&D) lớn thứ 3 trên thế giới của Qualcomm vừa chính thức được công bố đặt tại Việt Nam. Trung tâm mới sẽ đóng vai trò then chốt trong việc phát triển các giải pháp AI tạo sinh và AI tác nhân ứng dụng trên nhiều lĩnh vực công nghệ cao.
Khoa học Công nghệ 1 ngày trước
(SHTT) - Ngành Y tế tỉnh Quảng Ninh xác định chuyển đổi số và phát triển khoa học công nghệ (KHCN) là nền tảng cốt lõi để xây dựng hệ thống y tế thông minh toàn diện.
. ..