Ученые разработали новый способ превращения графита в алмаз

14:41 07.04.2014


Традиционно искусственные алмазы медленно выращиваются из углерода в условиях высокой температуры и давления.Но ученые из Стэнфордскогоуниверситета нашли более простой и быстрый метод превращения графита (материала, используемого для изготовления грифелейкарандашей) в кристаллическую форму углерода, в искусственный алмаз.

Этот метод, который работаетбезнеобходимости использования высокого давления, основан на использования водорода и платиновогооснования, может стать основойкрупномасштабногопроизводства алмазов, используемых в режущихинструментах, в различномоборудовании, в области квантовыхвычислений и коммуникаций.

Обычно синтетические алмазы изготавливаются из графита, материала, который можно условнорассматривать как многослойныйграфен.Графит подвергают воздействию очень высокого давления, в пределах150 тысяч атмосфер, сил которого достаточно для реформированияодномернойкристаллическойрешетки графена в трехмернуюкристаллическуюрешеткуалмаза. Понятно, что такой метод никакнельзяназватьпростым, его реализация требует использования высокопрочного и теплостойкогомеханического оборудования, что отрицательно сказывается на стоимостиконечногопродукта, т.е.искусственных алмазов. Новый метод, разработанныйстэндфордскимиучеными, позволяет создать гибкое и простоепроизводство синтетических алмазов, стоимость которых будет равна тольконебольшойчасти от стоимости алмазов, получаемыхтрадиционнымпутем.

Как это часто бывает в науке, новый метод изготовления синтетических алмазов стал "побочнымоткрытием", сделанным в ходе исследований, направленных совершенно в иную сторону. Изначальностэндфордские ученые работали над графеном с целью упрощения технологий его применения в транзисторах.Группа, возглавляемаяСарпомКая (Sarp Kaya), поместила на платиновуюподложку несколько слоев графеновойпленки и подверглаверхний слой химическойобработкеводородом.И вместо того, чтобы получить очередной вариант высокоэффективнойзаменыкремнию, ученые зарегистрировали начало цепной реакции, которая преобразовалакристаллическую структуру нескольких графеновых слоев в один алмазный кристалл.

Проводяболее тщательные исследования, ученые выяснили, что присутствие водорода является причиной создания ковалентных химических связей между нижним слоем графена и платиновым основанием. Позже, при содействии того же самого водорода к получившейсянижнейчастикристаллическойрешеткибудущегоалмазаподобным образом начинаютприсоединяться и более верхниеслои графена, а платиновоеоснование в ходе дальнейших превращений выполняетрольстабилизатораструктурыбудущегокристалла.

Ученые надеются, что дальнейшие исследования в этом направлении позволят импонять все тонкостипроисходящихпроцессов, и они научаться с помощью простых технологий превращать одну любую форму углерода в любую другую, изменяятакиепараметры, как материалоснования, количествоуглеродных слоев, давление водорода и температуру.

 

 По материалам: (http://www.dailytechinfo.org) 

Версия для печати