Hva er en diamant?
Diamant er et mineral, en kubisk allotropisk form av karbon. Under normale forhold
Diamond er en halvleder med stort gap.Den har en veldig lav friksjonskoeffisient på metall i luft - bare 0,1, som er forbundet med dannelsen av tynne filmer av adsorbert gass på krystalloverflaten, som spiller rollen som et slags smøremiddel.
En av de viktige egenskapene til diamanter erluminescens. Under påvirkning av sollys og spesielt katode, ultrafiolett og røntgenstråler begynner steiner å lyse - gløde i forskjellige farger.
Under påvirkning av katode og røntgenAlle typer diamanter lyser av stråling, og under påvirkning av ultrafiolett - bare noen få. Røntgen luminescens er mye brukt i praksis for å utvinne steiner fra bergarter.
Diamant i foreldrerock
Diamant ligner på mange fargeløse mineraler -kvarts, topas, zirkon, som ofte brukes som etterligninger. Skiller seg ut i hardhet - det er det vanskeligste av naturlige materialer (på Mohs-skalaen - 10), optiske egenskaper, gjennomsiktighet for røntgenstråler, lysstyrke i røntgenstråler, katode, ultrafiolette stråler.
Diamant er et sjeldent, men samtidig ganske utbredt mineral. Industrielle forekomster er kjent på alle kontinenter unntatt Antarktis. Det er kjent flere typer steinavsetninger.
For flere tusen år siden, diamanter ii industriell skala ble de utvunnet fra alluviale forekomster. Først på slutten av 1800-tallet, da diamantformede kimberlitrør først ble oppdaget, ble det klart at de ikke dannet seg i elvsedimenter.
Det er fortsatt ingen informasjon om opprinnelsen og alderen til diamanternøyaktige vitenskapelige data. Forskere holder seg til forskjellige hypoteser - magmatisk, mantel, meteoritt, væske, og det er til og med flere eksotiske teorier.
De fleste lener seg mot magmatisk ogmantelteorier, til det faktum at karbonatomer under høyt trykk (vanligvis 50 000 atmosfærer) og på en stor (ca. 200 km) dybde danner et kubisk krystallgitter - selve diamanten. Steiner bæres til overflaten av vulkansk magma under dannelsen av de såkalte eksplosjonsrørene.
Skjematisk fremstilling av krystallgitteret til en diamant
Eksepsjonell hardhet finner sin anvendelse i industrien: edelstenen brukes til å lage kniver, bor, kuttere og lignende produkter.
Behov for industriell brukstyrker til å utvide produksjonen av kunstige diamanter. Nylig har problemet blitt løst ved klynge- og ioneplasmaavsetning av diamantfilmer på skjæreflater.
Diamantpulver (både avfall fra prosessering av naturlige diamanter og de som er oppnådd kunstig) brukes som et slipemiddel for fremstilling av skjære- og slipeskiver, hjul osv.
Hva er spesielt med diamanter?
De viktigste kjennetegnene til en diamant er de høyesteblant mineraler, hardhet (og samtidig sprøhet), høyeste varmeledningsevne blant alle faste stoffer 900–2300 W/(m K), høy brytningsindeks og dispersjon.
Diamond er en halvleder med stort gap.Den har en veldig lav friksjonskoeffisient for metall i luft - bare 0,1, som er forbundet med dannelsen av tynne filmer av adsorbert gass på overflaten av krystallen, som fungerer som et slags smøremiddel. Når slike filmer ikke dannes, øker friksjonskoeffisienten og når 0,6–1,0.
Høy hardhet gir eksepsjonellslitestyrke av diamant. Det er også preget av den høyeste (sammenlignet med andre kjente materialer) elastisitetsmodul og det laveste kompresjonsforholdet.
Smeltepunktet er ca. 3700-4000 ° C ved et trykk på ~ 11 GPa. I luften brenner diamanten ved 850–1 000 ° C, og i en strøm av rent oksygen brenner den med en svak blå flamme ved 720–800 ° C, og omdannes helt til karbondioksid.
Diamant tåler fem ganger trykket i jordens kjerne
I slutten av januar 2021 fant forskere at en diamant tåler et trykk fem ganger høyere enn trykket i jordens kjerne: strukturen til materialet bevares selv når den komprimeres til 2 billioner pascal.
Forskning antyder at steinen ermetastabilt ved høyt trykk: den beholder strukturen, til tross for at det forventes dominans av andre, mer stabile strukturer under slike forhold. Å studere særegenheter til en diamant under ekstremt trykk kan avsløre den indre virkningen av karbonrike eksoplaneter.
Karbonrike planeter kan være laget av diamanter
Det kan være mange planeter laget av diamanter utenfor vårt solsystem. Det sier forskere fra Arizona State University og University of Chicago.
De antok at karbonrike eksoplaneter kan være sammensatt av diamanter og silisiumdioksid. På jorden finnes silisiumdioksid primært i form av sand og kvarts.
Stjerner og planeter dannes av gasskyer og kosmisk støv. Og det er sammensetningen av gasser som bestemmer hvordan en bestemt stjerne og planet ser ut.
En planet med et lavt karbon til oksygenforholdI likhet med jorden vil den være sammensatt av silikater (salter og estere) og oksider og vil inneholde få diamanter. Andelen diamanter på jorden er bare 0,001% av sammensetningen.
I motsetning til vår sol, kan andre stjerner ha et høyere forhold mellom karbon og oksygen. Og når de kombineres med vann, kan karbonrike planeter dannes i dette miljøet.
For å teste denne hypotesen, forskningGruppen gjennomførte et eksperiment som simulerte den kjemiske opprinnelsen til disse karbonholdige eksoplaneter ved hjelp av høye temperaturer og trykk. Resultatene av arbeidet i laboratoriet viste at silisiumkarbid ved høy temperatur og trykk reagerte med vann og ble til diamanter og silika.
Hva vet vi om karbonplaneter?
En karbonplanet er en teoretisk type jordlignende eksoplanet som ble spådd av den amerikanske astrofysikeren Mark Kuechner.
En forutsetning for dannelse av planeter av denne typener et høyt innhold av karbon i den protoplanetære skiven og et lite innhold av oksygen. Når det gjelder kjemiske egenskaper, vil en slik planet være ganske forskjellig fra terrestriske planeter som Jorden, Mars og Venus, som hovedsakelig er bygd på basis av silisium og oksygen, og det er ikke mye karbon i sammensetningen.
Planeten forventes å hajernholdig kjerne, som andre jordiske planeter. Grunnlaget for overflaten vil overveiende være silisium- og titankarbider, samt rent karbon.
Det er også mulig at det er områder helt dekket avkilometer med diamanter. Atmosfæren vil være sammensatt av hydrokarboner og karbondioksid. Livet på en planet i denne klassen er potensielt mulig hvis planeten har vann, men livsformer vil skille seg skarpt fra jordiske på grunn av den lille mengden oksygen, som ikke vil være nok til å danne organisk materiale av terrestrisk type.
Pulsar PSR 1257+12 kan ha karbonplaneter som ble dannet etter en supernovaeksplosjon fra karbonlaget til en tidligere stjerne. Planeter av denne typen kan være lokalisert nær den galaktiske kjernen, hvor stjerner inneholder mye karbon.
Diameteren og massen av karbonplaneter skiller seg ikke fra vanlige planeter, som hovedsakelig inneholder vann og silisiumforbindelser, så det er ennå ikke mulig å skille dem i tilfelle deteksjon.
I 2014, astronomer fra Yale UniversityLedet av John Moriarty utviklet de en modell for å estimere sammensetningen av eksoplaneter basert på endringer over årene i sammensetningen av gassskivene der planeter dannes.
Ifølge deres funn, i disker hvor forholdetkarbon- og oksygennivåer overstiger 0,8, kan karbonrike planeter dannes lenger fra midten av skiven. I tillegg tror forskere at karbonplaneter kan dannes i skiver der forholdet mellom karbon og oksygen er ganske lavt (0,65), men i dette tilfellet dannes slike planeter nær stjernen deres.
Følgelig kan karbonrike planeter være mye mer vanlige enn tidligere antatt.
En kunstnerisk skildring av en karbonplanet. Planetens farge er mørk og rødaktig på grunn av tilstedeværelsen av hydrokarboner.
Les mer
Abort og vitenskap: hva vil skje med barna som skal føde
Radarer har funnet det siste Tlingit-fortet i Alaska. De har lett etter ham i over 100 år
En tredjedel av dem som har kommet seg etter COVID-19, kommer tilbake til sykehuset. Hver åttende - dør