Синтез алмазов при нормальном давлении

29.05.2024

Учеными из Южной Кореи разработан новый метод синтеза алмазов. Созданы самые прочные камни всего за 15 минут при нормальном давлении, что коренным образом отличается от традиционных способов получения синтетических алмазов.

Группа ученых под руководством физико-химика Родни Руоффа из Института фундаментальных наук в Южной Корее разработала инновационный метод синтеза алмазов. В отличие от существующих технологий, их подход не требует использования затравочного кристалла и высокого давления, что значительно упрощает процесс выращивания алмазов.

Природные алмазы образуются на глубине десятков километров под землей при огромном давлении в несколько гигапаскалей и температуре более 1500°C. Этот процесс воспроизводится в методе HPHT (High Pressure High Temperature), который используется для синтеза 99% всех искусственных алмазов. HPHT предполагает использование экстремальных условий для превращения углерода в алмаз на основе небольшого затравочного кристалла.

Однако поддержание столь высокого давления и температуры является технически сложной задачей. Кроме того, размеры получаемых алмазов ограничены одним кубическим сантиметром, а процесс занимает около двух недель. Существует и другой метод - химическое осаждение из газовой фазы, который устраняет необходимость в высоком давлении, но сохраняет необходимость использования затравочных кристаллов.

Новая технология, предложенная командой Руоффа, избавляет от недостатков обоих методов. Она основана на использовании нагретого галлия с небольшим количеством кремния в графитовом тигле. Галлий был выбран из-за способности катализировать образование графена из метана.

Тигель помещали в специально разработанную камеру, в которой поддерживалось нормальное атмосферное давление, и через нее пропускался нагретый метан, обогащенный углеродом. В результате экспериментов исследователи выяснили, что смесь галлия, никеля и железа с добавлением кремния оптимально подходит в качестве катализатора роста алмазов. Уже через 15 минут на дне тигля начала образовываться алмазная пленка. Спектроскопический анализ показал, что пленка прозрачная с небольшой примесью кремния.

Механизм образования алмазов в этом методе пока не полностью ясен. Предполагается, что температура влияет на движение углерода к центру тигля, где он кристаллизуется, образуя алмазную структуру.

Новый метод синтеза алмазов при нормальном давлении представляет собой значительный шаг вперед в области материаловедения. Он не только упрощает процесс выращивания алмазов, но и открывает новые перспективы для их использования в различных отраслях промышленности.

<< Назад: Электрический трейловый велосипед McLaren 30.05.2024

>> Вперед: Суперяхта на водородном двигателе 29.05.2024

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Радар видит сквозь стены 18.06.2022 Израильская компания Camero-Tech создала специализированный радар Xaver 1000, предназначенный для разведывательных подразделений, спасателей и полиции. Радар способен "видеть" объекты за стенами. Устройство распознает цели по типам, может определить позу, в которой в данный момент находится человек. В радар для отслеживания целей внедрен алгоритм, работающий на основе искусственного интеллекта, а также функция, позволяющая визуализировать статические объекты за стенами. Также устройство записывает поступающие данные, что позволяет анализировать действия подразделения. Радар оснащен штативом для установки системы и сенсорным экраном с диагональю 10,1 дюйма.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025