Wetenschappers Groeien Groter, Betere Diamanten

{h1}

Onderzoekers gebruiken een verfijnde methode om grotere, duidelijkere synthetische diamanten te laten groeien.

Als je dacht dat de rots op de ring in het raam van Tiffany's groot en mooi was, zal de diamant behandeld in laboratoria met een nieuw ontwikkelde methode je echt wegblazen.

Diamant, een bepaalde vorm van pure koolstof, wordt natuurlijk gebruikt voor meer dan het toevoegen van sprankeling aan sieraden. Het wordt ook gebruikt voor het maken van scalpelbladen, elektronische componenten en zelfs quantumcomputers.

Maar juist de eigenschappen van diamant die het perfect maken voor deze toepassingen - de hardheid (het is het hardst bekende natuurlijk voorkomende mineraal), optische helderheid en weerstand tegen chemicaliën, straling en elektrische velden - kunnen het ook een moeilijke stof maken om mee te werken.

Defecten kunnen worden verwijderd van diamant door een verhittingsproces dat uitgloeien wordt genoemd, maar dit proces kan diamant veranderen in grafiet, een andere vorm of allotrope, koolstof die zacht en grijs is en wordt gebruikt in potloodleads.

Om grafitisering te voorkomen, hebben diamantbehandelingen eerder vereist bij hoge druk (tot 60.000 keer de atmosferische druk of de druk die we ervaren op zeeniveau) tijdens het uitgloeiproces, maar dergelijke hoge druk / hoge temperatuurprocessen zijn duur en hebben limieten voor de grootte en hoeveelheden diamanten die kunnen worden behandeld.

Een team van wetenschappers van het Carnegie-instituut in Washington, D.C., hebben deze problemen opgelost - en grotere, betere diamanten gemaakt.

Groeiende diamanten

Ze gebruiken een methode met de naam chemische dampdepositie (CVD) om synthetische diamanten te laten groeien. In tegenstelling tot andere diamantgroeimethoden die hoge drukken gebruiken zoals die zich diep in de aarde bevinden, waar natuurlijke diamanten worden gevormd, produceert CVD monokristallijne diamanten bij lage druk. Deze diamanten kunnen zeer snel worden gegroeid en hebben relatief weinig defecten.

Het Carnegie-team kon deze synthetische diamanten meenemen en deze bij temperaturen tot 3,632 graden Fahrenheit (2000 graden Celsius) bij drukken onder atmosferische druk ontlaten. Het uitgloeiproces verandert de diamantkristallen, die oorspronkelijk geelbruin, kleurloos of lichtroze zijn. Het proces heeft ook minimale grafitisatie.

"Het is opvallend om bruine CVD-diamanten te transformeren door deze kostenefficiënte methode in heldere, roze getinte kristallen," zei Chih-shiue Yan, lid van het studieteam.

De onderzoekers hebben ook uitgezocht wat de roze tint veroorzaakt: een stikstofatoom neemt de plaats in van een koolstofatoom op een bepaalde plaats in de kristalstructuur. Deze bevinding "kan de edelsteenindustrie ook helpen om natuurlijke van synthetische diamant te onderscheiden," zei Yan.

De nieuwe methode, beschreven in het 27 oktober nummer van het tijdschrift Proceedings van de National Academy of Sciences, laat de onderzoekers ook diamanten groter groeien.
"Het meest opwindende aspect van dit nieuwe gloeiproces is de onbeperkte grootte van de kristallen die kunnen worden behandeld", zei studielidlid Ho-Kwang Mao. "De doorbraak zal ons in staat stellen om naar kilocarat-diamanten met een hoge optische kwaliteit te duwen."

De Hope Diamond is slechts 45,52 karaat.

  • Wild Technologies: The Next Step With Richard Hart
  • Diamond's Structural Secrets Revealed
  • Hoe zijn diamanten gemaakt?

Video Supplement: Getting to grips with graphene | Shou-En Zhu | TEDxDelft.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com