Sadece birkaç nanometre genişliğindeki en küçük elmaslar sensörlerde yaygın olarak kullanılır ve
Bilim adamları yetiştirme yöntemini bildiriyorpatlayıcı kullanmadan ultra homojen nano elmaslar. Yeni yöntemin ikinci avantajı, ideal elmaslara faydalı monatomik kusurların eklenmesidir.
"Pırlantanın kimyasal olarak oldukçabasit - bu bir element, karbon - bu malzemeyi nanometre ölçeğinde üretmek son derece zor" diyor projenin baş araştırmacısı Hao Yang.
Bunun atomları olduğunda karbon elmas olurelemanlar, yüksek basınç ve yüksek sıcaklık koşulları altında katı bir üç boyutlu kübik modelde sıralanır. Araştırmacılar daha önce laboratuvarda, sızdırmaz paslanmaz çelik bir kapta trinitrotoluen gibi bir patlayıcıyı patlatarak nano elmaslar yarattılar. Patlama, patlayıcı maddedeki karbonu küçük elmas parçacıklarına dönüştürür. Ancak araştırmacılar, bu yöntemin kontrol edilmesinin zor olduğunu açıklıyor. Ek olarak, ortaya çıkan kristallerin boyutu tek tip değildir ve bunları sıralamak için ekstra adımlar gerektirir.
Nanoelmas üretmenin daha kesin bir yöntemini geliştirmek için bilim insanları doğanın kullandığı “kimyayı” inceledi.
Yang, "Dünya'nın mantosunda elmasların oluştuğu yerlerin, karbürler ve karbonatlar da dahil olmak üzere çok sayıda demir ve demir-karbon bileşiği içerdiğini fark ettik" diyor.
Demir karbür, kabuk ile üst manto arasında demir oksit ile reaksiyona girdiğinde elmaslar büyür.
Bu bilgiyle donanmış bilim insanları,Dünya yüzeyinin altında bulunan litosferik ortamı simüle etmek için kimyasal bir işlem. Bunu yapmak için, elmaslar için karbon kaynağı olarak eşit boyutlu demir karbür nanopartikülleri oluşturdular. Parçacıklar daha sonra doğal elmasların oluştuğu yerlerdeki koşullara benzer şekilde yüksek basınçlı, yüksek sıcaklıktaki bir ortama yerleştirildi. Bileşikler reaksiyona girerek çok homojen nanoelmaslar elde edildi.
Yeni yöntem, genişliğe sahip kristaller oluşturmanıza olanak tanır.aralarında bir nanometreden daha az fark olan sadece 2 nm. Daha önce, bu tür sonuçlar elde edilmedi. Bilim adamları, bunun, sentetik sonrası işleme veya saflaştırma adımları olmadan herkesin yapabileceğinden daha iyi bir büyüklük sırası olduğunu iddia ediyor.
Homojen, mükemmel nanoelmasların yaratılması -Araştırmacılar bunun başlı başına iyi bir şey olduğunu söylüyor ancak bu malzemeler, elmasın yapısındaki boş alanlar gibi kusurlara sahip olduğunda daha da kullanışlı olabiliyor. Bu boşluklar karbon, nitrojen, silikon, nikel veya başka bir elementin atomlarıyla değiştirilebilir. Gömülü karbon olmayan atomlar malzemeyi hafifçe renklendirir ve "renk merkezleri" olarak adlandırılır.
Geleneksel olarak elmas bombardımanı için veBu elementleri kristal yapıya yerleştirmek, nitrojen veya silikon gibi yüksek enerjili bir atom demeti kullanır. Ancak bu yöntem, tek bir elmasa kaç renk merkezinin ekleneceğini kontrol edemez ve tek atom kusurlu kristaller üretmek için son işlem adımlarını gerektirir. Bilim adamları, yeni yöntemle bir nanoelmastaki binlerce karbondan sadece birini değiştirmenin bir yolunu geliştirebileceklerine inanıyorlar. Yalnızca bir renk merkezine sahip nanopartiküller, bilgileri kuantum bilgisayarlarda ve telekomünikasyon cihazlarında güvenli bir şekilde depolayabildikleri için oldukça arzu edilir.
“Artık bunun için mükemmel bir platforma sahibiz.Elmaslarla ilgili bir dizi teknoloji için bir atılım olan tek renkli bir merkezi nanoelmas üretimi için bir yöntemin geliştirilmesi. Ama aynı zamanda, daha geniş bir anlamda, çok daha büyük bir yapıda bir atomu nasıl kontrol edebileceğinizin büyüleyici bir gösterimi olurdu, ”diyor Yang.
Daha fazla oku
"James Webb" bir yıldızın tarihteki en net fotoğrafını çekti
Moskova radyologlarının yapay zeka konusundaki gelişmeleri federal standartların temeli oldu
Kuantum şarjı, elektrikli araçların rekor kıran hızlı şarj edilmesini sağlayacak