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2020-02-26 16:35 |
斯坦福大學(xué)科學(xué)家將化石燃料分子變成新型人造純鉆
據(jù)外媒報(bào)道，最近一項(xiàng)新研究調(diào)查了鉆石形成背后的機(jī)制，并發(fā)現(xiàn)了生產(chǎn)獨(dú)特形式的人造寶石的新方法，這可能意義重大，而不僅僅是全球珠寶商的金庫(kù)。斯坦福大學(xué)科學(xué)家開發(fā)的一種新型人造鉆石，為這種高壓生產(chǎn)過程提供了更多的啟示，并以在原油和天然氣中發(fā)現(xiàn)的分子為出發(fā)點(diǎn)。 +/id q
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常規(guī)鉆石在極高的熱量和壓力下在地球表面以下數(shù)百英里處成型，從而使碳結(jié)晶成有價(jià)值的寶石。數(shù)十年來，科學(xué)家們一直在嘗試各種方法，將各種材料轉(zhuǎn)變?yōu)楹铣刹牧希踔寥蜃畲蟮你@石開采公司戴比爾斯也參與其中。然而，這些方法通常涉及大量能量，并且需要催化劑來觸發(fā)轉(zhuǎn)化。斯坦福大學(xué)地球、能源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院的研究人員著手尋找一種更簡(jiǎn)單的方法。 Q<]~>cd ^
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該研究的主要作者蘇爾吉耶·帕克（Sulgiye Park）說：“我們希望看到一個(gè)干凈的系統(tǒng)，其中單一物質(zhì)可以轉(zhuǎn)化為純鉆，而無需催化劑�！痹谥谱餍碌暮铣摄@石時(shí)，科學(xué)家們從石油罐中提煉出粉末。該小組通過強(qiáng)大的顯微鏡檢查了這些材料，觀察到粉末中的原子模式與構(gòu)成鉆石晶體的原子的組織方式相同。 lZ^UAFF
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與常規(guī)鉆石不同，眾所周知，這些不同的類金剛石純粹由碳組成，因?yàn)樗鼈円埠袣�。然后，研究小組將這些類金剛石裝入了所謂的金剛石砧盒中，科學(xué)家們經(jīng)常使用這種設(shè)備來產(chǎn)生極高的壓力并生產(chǎn)超硬材料。然后他們用激光加熱這些材料，并通過一系列測(cè)試和模擬，研究小組發(fā)現(xiàn)三籠式類金剛石能夠以極少的能量轉(zhuǎn)化為純金剛石。三籠式類金剛石的碳原子在約1160°F（627°C）的溫度下和比地球大氣壓力高出許多倍的壓力迅速迅速對(duì)齊，氫從混合物中消失了。 ? cQ
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所有這些操作都在不到一秒鐘的時(shí)間內(nèi)完成，研究人員指出，這項(xiàng)技術(shù)能夠產(chǎn)生的鉆石很少。它的真正價(jià)值在于可以就如何形成鉆石提供的見解。 ,$ICv+7]
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研究人員表示：“從這些基礎(chǔ)材料開始，您可以更快、更輕松地制造鉆石，并且比僅僅模仿鉆石中的高壓和高溫，您還可以更完整、更周到的方式了解鉆石加工過程，鉆石如何自然形成的地球的一部分。” 2+ G_Y>
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增進(jìn)我們對(duì)這些合成鉆石的形成方式的理解可能會(huì)給珠寶行業(yè)帶來不小的影響。鉆石的硬度、透明度、化學(xué)穩(wěn)定性、熱導(dǎo)率和其他獨(dú)特屬性可以使它們對(duì)從醫(yī)學(xué)到生物傳感到量子計(jì)算等領(lǐng)域的科學(xué)家有用。研究高級(jí)作者余琳說道：“如果您可以制造出很少量的這種純鉆，那么您就可以針對(duì)特定應(yīng)用以受控方式對(duì)其進(jìn)行摻雜�！� r{m"E^K,
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該研究發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上。
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