一個國際科學(xué)家團隊在實驗室里,在室溫下幾分鐘內(nèi)就制造出了鉆石,這個過程在自然界中通常需要數(shù)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(xué)(ANU)和皇家墨爾本理工大學(xué)(RMIT)領(lǐng)導(dǎo),制造了兩種類型的鉆石:訂婚戒指上的那種鉆石,以及另一種名為Lonsdaleite的鉆石,這種鉆石在自然界的隕石撞擊現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)。
主要研究人員之一,ANU教授Bradby說:"天然鉆石通常是經(jīng)過數(shù)十億年形成的,大約在地球150公里深處,那里有高壓和1000攝氏度以上的溫度,"ANU物理研究學(xué)院的Bradby教授說。
科學(xué)家團隊意外發(fā)現(xiàn),只要施加高壓,相當(dāng)于640頭非洲大象在芭蕾舞鞋尖上的壓力,Lonsdaleite和普通鉆石也可以在正常室溫下形成。
Bradby教授說:"關(guān)鍵在于我們?nèi)绾问┘訅毫?。除了非常高的壓力外,我們還讓碳也經(jīng)歷了一種'剪切力',這可以讓碳原子移動到位,形成Lonsdaleite和普通的金剛石。
聯(lián)合首席研究員Dougal McCulloch教授和他在RMIT的團隊使用先進的電子顯微鏡技術(shù)從實驗樣品中捕獲固體和完整的切片,制成了兩種類型鉆石如何形成的快照。
"我們的圖片顯示,在我們跨機構(gòu)團隊開發(fā)的這種新方法下,常規(guī)鉆石只在這些Lonsdaleite晶體的中間形成,"McCulloch教授說。第一次看到這些由Lonsdaleite和普通鉆石組成的結(jié)構(gòu)實在是太神奇了,真的有助于我們了解它們是如何形成的。"
Lonsdaleite是以晶體學(xué)家Dame Kathleen Lonsdale的名字命名的,她是第一位被選為英國皇家學(xué)會會員的女性,它的晶體結(jié)構(gòu)與普通鉆石不同。據(jù)預(yù)測,它的硬度為58%。
"Lonsdaleite有潛力用于切割采礦現(xiàn)場的超固體材料,"Bradby教授說。"創(chuàng)造更多這種稀有但超級有用的鉆石是這項工作的長期目標(biāo)。"
論文標(biāo)題為《Investigation of Room Temperature Formation of the UltraHard Nanocarbons Diamond and Lonsdaleite》,研究成果已發(fā)表在《Small》雜志上。