Најмањи дијаманти, широки само неколико нанометара, широко се користе у сензорима и
Научници наводе метод култивацијеултрахомогени нанодијаманти без употребе експлозива. Друга предност нове методе је додавање корисних моноатомских дефеката иначе идеалним дијамантима.
„Изненађујуће је да иако је дијамант хемијски приличноједноставно - то је један елемент, угљеник - изузетно је тешко произвести овај материјал у нанометарској скали", каже Хао Јанг, главни истраживач пројекта.
Угљеник постаје дијамант када атоми овогелементи се поређају у крути тродимензионални кубични узорак у условима високог притиска и високе температуре. Истраживачи су претходно створили нанодијаманте у лабораторији тако што су детонирали експлозив као што је тринитротолуен у затвореној посуди од нерђајућег челика. Експлозија претвара угљеник у експлозивном материјалу у ситне дијамантске честице. Међутим, овај метод је тешко контролисати, објашњавају истраживачи. Поред тога, добијени кристали нису уједначени по величини, што захтева додатне кораке за њихово сортирање.
Да би развили прецизнији метод производње нанодијаманата, научници су проучавали „хемију“ коју користи природа.
„Схватили смо да места где се дијаманти формирају у Земљином омотачу садрже много гвожђа и једињења гвожђа и угљеника, укључујући карбиде и карбонате“, каже Јанг.
А када карбид гвожђа реагује са оксидом гвожђа између коре и горњег омотача, дијаманти расту.
Наоружани овим знањем, научници су се развилихемијски процес за симулацију литосферског окружења који се налази испод површине Земље. Да би то урадили, створили су наночестице гвожђе карбида уједначене величине као извор угљеника за дијаманте. Честице су затим стављене у окружење високог притиска и високе температуре слично условима на местима где се стварају природни дијаманти. Једињења су реаговала, што је резултирало веома хомогеним нанодијамантима.
Нова метода вам омогућава да креирате кристале ширинесамо 2 нм са разликама између њих мањим од нанометра. Раније такви резултати нису добијени. Научници тврде да је ово за ред величине боље него што било ко може без додатне постсинтетичке обраде или корака пречишћавања.
Стварање хомогених, савршених нанодијаманата -То је само по себи добра ствар, кажу истраживачи, али ови материјали могу бити још кориснији када имају недостатке, као што су празни простори у структури дијаманта. Ове празнине се могу заменити атомима угљеника, азота, силицијума, никла или неког другог елемента. Уграђени неугљенични атоми благо боје материјал и називају се „центри боја“.
Традиционално за бомбардовање дијамантима иУграђивање ових елемената у кристалну структуру користи високоенергетски сноп атома као што су азот или силицијум. Међутим, овај метод не може да контролише колико центара боје се додаје једном дијаманту, што захтева кораке накнадне обраде за производњу кристала са дефектом од једног атома. Научници верују да би новом методом могли да развију начин да замене само један од хиљада угљеника присутних у нанодијаманту. Наночестице са само једним центром боја су веома пожељне јер могу безбедно да складиште информације у квантним рачунарима и телекомуникационим уређајима.
„Сада имамо савршену платформу заразвој методе за производњу једнобојног централног нанодијаманта, што је искорак за низ технологија везаних за дијаманте. Али такође, у ширем смислу, то би била фасцинантна демонстрација како можете да контролишете један атом у много већој структури“, каже Јанг.
Опширније
„Џејмс Веб” је направио најјаснију фотографију звезде у историји
Развој московских радиолога о вештачкој интелигенцији постао је основа федералних стандарда
Квантно пуњење ће омогућити рекордно брзо пуњење електричних возила