Berlian sukar dibuat. Mereka terbentuk di mantel atas Bumi, kira-kira seratus batu di bawah permukaan, di bawah tekanan tengkorak-tengkorak dan suhu batu-lebur. Walaupun mereplikasi syarat-syarat ini dalam makmal menjadi perkara biasa, peralatan untuk melakukannya mahal dan prosesnya boleh mengambil masa beberapa hari hingga minggu.
Kandungan Terkait
- Kami Hilang Sekurangnya 145 Mineral Karbon Beruang, dan Anda Boleh Bantu Mencari Mereka
- Berlian Purba Datang Dari Air Laut dan Masa Depan Berlian Mungkin Datang Dari Udara
- Tumbuhan Afrika ini Menuju Jalan ke Deposit Berlian
Kini, selepas beberapa dekad ujian, satu pasukan dari North Carolina State University telah menemui cara yang cepat untuk membuat berlian yang boleh dilakukan tanpa memerah karbon di bawah tekanan yang melampau atau memanaskannya dengan baking konvensional.
"Penukaran karbon kepada berlian telah menjadi matlamat yang dihargai untuk saintis di seluruh dunia untuk masa yang paling lama, " kata Jagdish Narayan, pengarang utama kertas yang diterbitkan minggu ini dalam Journal of Applied Physics .
Hebatnya, dalam proses mengasah berlian mereka, Narayan dan pasukannya juga menemui fasa baru karbon, yang dijuluki Q-carbon. Bahan pelik ini lebih keras daripada berlian, magnet dan memancarkan cahaya lembut. Selain daripada peranannya dalam membuat berlian lebih cepat, lebih murah, Q-carbon dapat mencari kegunaan dalam paparan elektronik dan boleh membantu pemahaman kami tentang daya tarikan di planet lain.
Mengubah karbon menjadi berlian memerlukan tenaga yang sangat besar, itulah sebabnya mereka sebelum ini difikirkan untuk membentuk hanya di bawah tekanan tinggi dan suhu, menjelaskan ahli geofizik Rebecca Fischer, seorang pasca doktoral di Museum Sejarah Alam Smithsonian yang tidak terlibat dalam penyelidikan .
Tetapi menurut Narayan, semuanya dalam kelajuan. "Melalui proses yang pantas, kita boleh menafikan sifat Alam Ibu, " katanya.
Di bawah tekanan bilik biasa, pasukan itu terdedah karbon amorf, yang tidak mempunyai sebarang struktur kristal, sehingga denyut laser yang sangat pendek. Ini memanaskan karbon sehingga kira-kira 6, 740 darjah Fahrenheit-sebagai perbandingan, permukaan matahari adalah sekitar 10, 000 darjah Fahrenheit.
Lopak karbon cair kemudiannya disejukkan dengan cepat, atau dipadamkan, untuk membentuk Q-karbon baru yang sukar.
Versi karbon lain yang mempamerkan ciri-ciri yang sangat berbeza-seperti grafit yang lembut, legam berbanding berlian keras, berlian dan Q-karbon tidak terkecuali. Apabila karbon mencair, misalnya, ikatan antara atom berkurang dan tidak mempunyai masa untuk memanjangkan lagi apabila material tiba-tiba menjadi sejuk. Itu menjadikan produk jadi lebih padat dan lebih keras daripada berlian.
Bahkan lebih menarik ialah Q-karbon adalah magnet pada suhu bilik-salah satu daripada beberapa bahan karbon magnet yang pernah dihasilkan. Dan kerana susunan atomnya yang khusus, bahan itu mengeluarkan sedikit cahaya. Sifat-sifat ini boleh membuat Q-karbon sangat berharga untuk aplikasi elektronik masa depan.
Penggunaannya lebih cepat, bagaimanapun, membantu penciptaan berlian. Dengan sedikit mengubah kadar di mana karbon lebur sejuk, saintis boleh menggunakannya untuk mengembangkan kristal berlian dalam sekumpulan bentuk, seperti nanoneedles, microneedles, nanodots dan filem, menerangkan Narayan.
Imej dekat menunjukkan microdiamonds menggunakan teknik baru. (Journal of Physics Applied) Prosesnya murah, sebahagiannya kerana ia menggunakan laser yang sudah popular untuk pembedahan mata laser. Di samping itu, kaedah ini menanam berlian dalam keadaan nanodetik.
"Kita boleh membuat karat dalam masa 15 minit, " kata Narayan.
Sekarang, berlian kecil-terbesar adalah kira-kira 70 mikron lebar, atau kira-kira lebar rambut manusia, menurut Narayan. Tetapi dia yakin prosesnya dapat ditingkatkan. Pada masa ini had utama untuk saiz permata adalah laser, katanya, dan rasuk yang lebih luas boleh membuat berlian yang lebih besar.
Tetapi daripada menghasilkan permata yang besar, kaedah ini mungkin paling menjanjikan untuk pengeluaran besar-besaran sparklers yang lebih kecil, kata Fischer.
Berlian kecil berguna dalam pelbagai bidang, termasuk elektronik, ubat dan pengelas, menjelaskan ahli fizik Keal Byrne, juga seorang pasca doktoral di muzium sejarah semula jadi. "Mempunyai cara baru untuk mencipta [berlian] - terutama sekali yang menghindari banyak infrastruktur kaedah lama - sangat bagus, " kata Byrne.
Pasukan kini memberi tumpuan kepada memahami sifat-sifat yang menarik dari karbon Q, walaupun menunjukkan bahawa ia dapat membantu menjelaskan medan magnet dari planet lain yang tidak kelihatan mempunyai dinamo aktif.
Tetapi ada banyak lagi yang perlu dipelajari sebelum kita boleh mula meletakkan teori-teori tersebut ke dalam ujian, Byrne berkata: "Ini penemuan yang sangat menarik. [Tetapi] apa yang berasal daripadanya-kini itulah bahagian yang menarik. "
