Мільярди років не потрібні: фізики створили алмази всього за 150 хвилин

Алмазиформуються глибоко в надрах Землі під дуже високим тиском і високою температурою протягом мільярдів років. Штучні алмази можна створювати набагато швидше, але все одно для цього потрібен великий тиск і процес створення займає кілька тижнів. Автори дослідження, опублікованого в журналі Nature, використовували новий метод створення алмазів, який не вимагає величезного тиску і алмази з'являються вже за 150 хвилин, пише ScienceAlert.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Учені змогли створити алмазну плівку всього за 150 хвилин за тиску 1 атмосфера. Це звичайний тиск, який відчувається на рівні моря і еквівалентний приблизно 100 кілопаскалям. Хоча вченим все ж потрібна була для цього дуже висока температура — приблизно 1025 градусів Цельсія. Вчені вважають, що їхній метод може змінити виробництво штучних алмазів.

Для створення алмазів учені використовували процес розчинення вуглецю в рідкому металі. Хоча такий метод не є новим, раніше був потрібен тиск на рівні 5-6 гігапаскалів і алмазний "зародок", до якого міг би прилипнути вуглець.

За словами вчених, їхній метод створення алмазів з використанням рідкометалевого сплаву є інноваційним, адже не потребує надто високого тиску і потрібна досить помірна температура.

Знизити тиск вдалося за допомогою використання суміші таких металів, як галій, залізо, нікель і кремній. Була створена вакуумна система в графітовому корпусі, яка дає змогу дуже швидко нагрівати, а потім охолоджувати метал, який зазнає впливу суміші метану і водню.

У таких умовах атоми вуглецю з метану проникають у розплавлений метал і діють, як "зародки" для алмазів. За словами вчених, під час експерименту вже через 15 хвилин з'явилися маленькі фрагменти кристалів алмазу з рідкого металу, а протягом 150 хвилин утворилася суцільна алмазна плівка на поверхні розплавленої суміші.

Вчені вважають, що подальші зміни процесу створення алмазів дадуть змогу вирощувати їх на дуже великій площі. Хоча дослідження цього процесу все ще перебувають на ранніх стадіях, але вчені вважають, що у нього великий потенціал і можна використовувати інші рідкі метали, щоб отримати аналогічний або навіть кращий результат.

Наразі процес створення штучних алмазів, які використовуються в електроніці та квантових комп'ютерах, потребує тривалого часу та набагато більшого тиску. Якщо вчені зможуть масштабувати свій метод, то виготовлення алмазів стане швидшим і простішим процесом.

Як уже писав Фокус, вчені змогли з'ясувати джерело походження одних з найвідоміших природних алмазів на Землі. Один із них включено в корону британських монархів.

Також Фокус писав про те, що фізики нарешті з'ясували, як пісок у годиннику може раптово зупинитися. Нове дослідження допомагає пояснити дивацтва сипучої матерії.