Dezső, Vilmos, Renáta2024. május 23., csütörtök
Tudomány

Légköri nyomáson állítottak elő szintetikus gyémántot

National Geographic Magyarország

A szintetikus gyémánt előállításához rendkívül magas nyomásra volt eddig szükség, egy új módszer enélkül is képes létrehozni az értékes kristályokat.

Szintetikus gyémánt szemcsék
Forrás: Wikimedia Commons

A szintetikus gyémántokat elsődlegesen ipari célokra, számtalan műszerben használják, de természetesen ékszert is készíthetnek belőlük, minden tulajdonságukban megegyeznek a valódi, a Föld mélyén keletkezett gyémánttal. Bár így is olcsóbbak a nem egyszer embertelen körülmények közepette bányászott természetes gyémántnál, azért az előállításuk meglehetősen körülményes.

Egy dél-koreai kutatócsoportnak nemrégiben sikerült olyan módszert kifejlesztenie, amelyben az óriási nyomás nélkül is létrehozhatók a gyémántkristályok. A kutatást a Science ismertette.

Az így létrehozott kristályok egyelőre csupán akkorák, mint egy vírus (kb. 100 nanométeresek), de a kutatók szerint a módszerük képes lehet ennél nagyobbakra is, és az olyan gyémántfilmek előállítására is, amelyre az elektronikai vagy az optikai műszerekben van szükség.

A gyémánt rendkívül kemény, ellenáll a sugárzásnak, ám kiváló elektromos- és hővezető is. Igen nagy szükség van gyémántra a kvantumszámítógépekben, lézerekben, mágneses érzékelőkben, sugárzásdetektorokban, illetve a nagyenergiás elektromos berendezésekben.

A Föld mélyén több száz kilométerrel a felszín alatt, gigantikus, 5-6 gigapascal nyomáson és igen magas, 900-1400 Celsius-fokos hőmérsékleten alakul ki, ezeket a körülményeket tudták leutánozni a ma már működő szintetikus gyémánt előállítók. Ehhez mintegy 1600 Celsius-fokos hőmérséklet, és a légköri nyomás közel 60 ezerszerese szükséges, ez teszi igazán költségessé az előállítást.

2017-ben egy japán kutatócsoport grafénfilmet állított elő olvadt galliumban feloldott metán széntartalmából (a gallium egy langyos nyári délutánon már megolvad, mindössze 29 Celsius-fok szükséges ehhez). Ebből kaptak ötletet a koreai kutatók, abban bízva, hogy ha a grafént, ami szintén egy speciális kristályszerkezetű szén, sikerült így létrehozni, akkor a körülmények szabályozása révén gyémántot is lehet.

Számos kísérletet végeztek, mígnem szinte a véletlennek köszönhetően derült ki, mi is szükséges ahhoz, hogy kialakulhasson a gyémánt. Ebből fejlesztették aztán ki a sikeres módszert, amelyben 1025 Celsius-fokon, ám légköri nyomáson hozták létre a nanokristályokat a folyékony gallium, vas, nikkel és szilícium keverékében, metán, valamint hidrogéngáz hozzáadásával. Ha nem volt jelen a szilícium, valamiért nem működött a folyamat, de egyelőre nem világos, mi módon kényszeríti a szénatomokat a szilícium a speciális felépítésű kristályok kialakítására.

Egyelőre nem tudják a kutatók, hol vannak e módszer határai. Már sikerült olyan gyémántfilmet létrehozni, amelyben nanokristályok ezrei ültek egymás mellett. Bár ilyen filmet már készítettek viszonylag alacsony nyomáson, de ahhoz is méregdrága félvezetőkre volt szükség. A koreai kutatók abban bíznak, hogy egyetlen gyémántrétegből álló filmet tudnak majd kialakítani az új módszer segítségével.

A gyerekkori rossz bánásmódhoz köthető a mentális problémák 40 százaléka

A gyerekkori rossz bánásmódhoz köthető a mentális problémák 40 százaléka

Egy Ausztráliában végzett kutatás szerint az olyan, élethosszig tartó mentális problémák, mint a szorongás, a depresszió, az alkohol- vagy a drogfüggőség 40 százalékban a gyerekkori elhanyagolás vagy bántalmazás következményei.

A kozmikus por nagyobb veszély lehet az űrszemétnél

A kozmikus por nagyobb veszély lehet az űrszemétnél

Az űrhajókra, űrszondákra, műholdakra nézve egyelőre nagyobb veszélyt jelentenek a kozmikus por szemcséi, mint a Föld körül keringő űrszemét.

Így védekezhetünk az adathalászat ellen

Így védekezhetünk az adathalászat ellen

Az információk korában élünk, amelynek számos előnye mellett van egy óriási veszélye, ezt nevezzük adathalászatnak. Valóban kell félnünk az adatkereskedelemtől? Mennyi adatot gyűjtenek rólunk és miért?

A patások őse lehetett ez az állat

A patások őse lehetett ez az állat

Az emlősfaj 65 millió éve, közvetlenül a dinók kihalása utáni időszakban élt a mai Colorado állam területén.

Az emberi nyelvhez hasonlít az ámbráscetek kommunikációja

Az emberi nyelvhez hasonlít az ámbráscetek kommunikációja

Egy kutatás nemrégiben arra hívta fel a figyelmet, hogy az ámbráscetek kommunikációja nyelvhez hasonlítható és jóval sokrétűbb, mint eddig tudtuk.

National Geographic 2024. májusi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

15 900 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlapNational Geographic 2020. novemberi címlapNational Geographic 2020. decemberi címlapNational Geographic 2021. januári címlapNational Geographic 2021. februári címlapNational Geographic 2021. márciusi címlapNational Geographic 2021. áprilisi címlapNational Geographic 2021. májusi címlapNational Geographic 2021. júniusi címlapNational Geographic 2021. júliusi címlapNational Geographic 2021. augusztusi címlapNational Geographic 2021. szeptemberi címlapNational Geographic 2021. októberi címlapNational Geographic 2021. novemberi címlapNational Geographic 2021. decemberi címlapNational Geographic 2022. januári címlapNational Geographic 2022. februári címlapNational Geographic 2022. márciusi címlapNational Geographic 2022. áprilisi címlapNational Geographic 2022. májusi címlapNational Geographic 2022. júniusi címlapNational Geographic 2022. júliusi címlapNational Geographic 2022. augusztusi címlapNational Geographic 2022. szeptemberi címlapNational Geographic 2022. októberi címlapNational Geographic 2022. novemberi címlapNational Geographic 2022. decemberi címlapNational Geographic 2023. januári címlapNational Geographic 2023. februári címlapNational Geographic 2023. márciusi címlapNational Geographic 2023. áprilisi címlapNational Geographic 2023. májusi címlapNational Geographic 2023. júniusi címlapNational Geographic 2023. júliusi címlapNational Geographic 2023. augusztusi címlapNational Geographic 2023. októberi címlapNational Geographic 2023. novemberi címlapNational Geographic 2023. decemberi címlapNational Geographic 2024. januári címlapNational Geographic 2024. februári címlapNational Geographic 2024. márciusi címlapNational Geographic 2024. áprilisi címlapNational Geographic 2024. májusi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket