研究人员在室温下制造了两种类型的钻石

2022-02-26 / 作者:猫咪资讯 / 来源:网络整理 / 阅读:52 /
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一组来自澳大利亚和美国的科学家创造了两种类型的钻石& # 8212;普通钻石和一种叫做朗斯达莱特的类钻石相,在自然界陨石撞击的地方发现。在室温下的实验室中,几分钟内完成,这一过程通常需要数十亿年、巨大的压力和超高温。麦卡洛克等人以晶体学家凯瑟琳·朗斯代尔夫人的名字创造了普通钻石和......

一组来自澳大利亚和美国的科学家创造了两种类型的钻石& # 8212;普通钻石和一种叫做朗斯达莱特的类钻石相,在自然界陨石撞击的地方发现。在室温下的实验室中,几分钟内完成,这一过程通常需要数十亿年、巨大的压力和超高温。

McCulloch et al. created ‘rivers’ of regular diamond and lonsdaleite, named after the crystallographer Dame Kathleen Lonsdale, the first woman elected as a Fellow to the Royal Society. Lonsdaleite has a different crystal structure to regular diamond, and is predicted to be 58% harder. Image credit: McCulloch et al., doi: 10.1002/smll.202004695.

麦卡洛克等人以晶体学家凯瑟琳·朗斯代尔夫人的名字创造了普通钻石和朗斯代尔的“河流”,她是第一位被选为皇家学会院士的女性。朗斯达莱特的晶体结构与普通钻石不同,预计硬度为58%。图片来源:麦卡洛克等,doi: 10.1002/smll.202004695

金刚石因其极高的硬度、高导热性、量子光学和生物医学应用而成为一种极具吸引力的材料。

关于钻石是如何形成的,尤其是在室温和没有催化剂的情况下,仍有许多不为人知的地方。

澳大利亚国立大学物理研究学院研究员、资深作者朱迪·布拉德比教授说:“天然钻石通常形成于数十亿年前,在地球深处约150公里处,那里有1000摄氏度以上的高压和高温。

在这项新的研究中,布拉德比教授、RMIT教授道格·麦卡洛克和他们的同事使用先进的电子显微镜技术从实验样品中捕获固体和完整的切片,以创建纳米晶金刚石和朗斯达莱特是如何形成的快照。

麦卡洛克教授说:“我们的照片显示,在我们团队开发的这种新方法下,普通钻石只在朗斯达莱特矿脉的中部形成。

“第一次看到朗斯代尔和普通钻石的这些小‘河流’真是太神奇了,真的帮助我们了解它们可能是如何形成的。”

该团队此前只在高温下在实验室里创造了朗斯达莱特,也叫六边形钻石。

但是他们的新结果表明,朗斯代尔和普通金刚石也可以在正常室温下通过施加100 GPa的高压形成。

“故事的转折在于我们如何施加压力,”布拉德比教授说。

“除了非常高的压力,我们还允许碳经历一种叫做‘剪切’的过程。这就像一个扭曲或滑动的力量。”

"我们认为这使得碳原子移动到位,形成朗斯代尔和规则的钻石."

她说:“朗斯达莱特有潜力被用于切割矿区的超固体材料。

“创造更多这种稀有但超级有用的钻石是这项工作的长期目标。”

“能够在室温下制造两种类型的钻石,在我们的实验室中第一次实现是令人兴奋的,”合著者、澳大利亚国立大学物理研究学院的博士生黄兴硕说。

这项研究发表在《小》杂志的一篇论文中。

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超硬纳米碳金刚石和朗斯代尔特的室温形成研究。小,2020年11月4日在线发布;doi: 10.1002/smll.202004695


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