ทีมสหรัฐสร้าง airgel เพชรในห้องปฏิบัติการโดยเลียนแบบธรรมชาติ

ทีมสหรัฐสร้าง airgel เพชรในห้องปฏิบัติการโดยเลียนแบบธรรมชาติ

Anonim

โดย Bob Yirka

PNAS, ดอย: 10.1073 / pnas.1010600108 ">

- นักวิจัยที่ทำงานในห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอเรนซ์ลิเวอร์มอร์และห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอเรนซ์เบิร์กลีย์ได้คิดค้นกระบวนการโดยใช้ airgel คาร์บอนธรรมดาเป็นฐานในการสร้าง airgel ชนิดใหม่ประกอบด้วยเพชรทำให้ไม่เพียงหนาแน่น ในบทความที่ตีพิมพ์ใน รายงานของ National Academy of Sciences ( PNAS ) ทีมอธิบายกระบวนการที่มีการตั้งค่า airgel คาร์บอนในแอ่งก๊าซนีออนจากนั้นภายใต้แรงกดดันและความร้อนทำให้ผลึกเพชรเกิดขึ้น ส่งผลให้เกิด airgel เพชร

Airgel เป็นวัสดุที่มีรูพรุนสูงซึ่งถูกสร้างขึ้นโดยการแทนที่ของเหลวในสารเจลด้วยแก๊สซึ่งส่งผลให้เป็นของแข็ง ในกระบวนการใหม่นั้น Airgel คาร์บอนถูกนำมาใช้เพื่อจำลองวิธีการที่เพชรถูกสร้างขึ้นในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ ที่นี่มีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในโพรงเซลล์เพชรที่ซึ่งมันถูกเติมด้วยก๊าซนีออน (เพื่อป้องกันไม่ให้รูขุมขนยุบ) ผลงานทั้งหมดจะถูกห่อหุ้มไว้ในเปลือกเพชรและเพิ่มแรงดันให้ 20GPa ตามด้วยการระเบิดจากเลเซอร์ที่ให้ความร้อนถึง 1200K; อีกครั้งเพื่อจำลองวิธีการที่เพชรเกิดขึ้นตามธรรมชาติในระดับความลึกธรณีวิทยาที่ยิ่งใหญ่ กุญแจสำคัญในกระบวนการคือการรักษารูขุมขนจากการยุบ; ก๊าซนีออนถูกนำมาใช้เนื่องจากความดันที่มากกว่า 5GPa มันจะกลายเป็นของแข็งดังนั้นจึงจับผนังรูขุมขนให้เข้าที่เมื่อมีการเพิ่มความดันและความร้อน ผลที่ได้คือผลึกเพชรที่มีความหนาแน่นต่ำสุดเท่าที่เคยสร้าง (ประมาณ 40 มิลลิกรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร) ตามที่สมาชิกของทีม Peter Pauzauskie นอกจากนี้เขายังกล่าวในการสัมภาษณ์เมื่อไม่นานมานี้ว่ามีการสร้าง airgel เพชรที่สามารถขึ้นรูปได้เช่นพลาสติกเพื่อสร้างรูปร่างตามที่ต้องการ

การใช้งานที่เป็นไปได้สำหรับวัสดุใหม่นั้นมีความหลากหลาย ตั้งแต่จอโทรทัศน์จอแบนไปจนถึงการเคลือบหน้าต่างความร้อนที่มีประสิทธิภาพสูงไปจนถึงการใช้งานเป็นส่วนประกอบในคอมพิวเตอร์ควอนตัม อาจเป็นไปได้ที่พวกเขาสามารถใช้วิธีนี้เพื่อเป็นส่วนหนึ่งของรากฟันเทียมทางการแพทย์เนื่องจากเพชรมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพสูงกว่าวัสดุอื่น ๆ ที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน

ทั้งหมดนี้จะต้องรออย่างน้อยก็ซักพักเพราะเทคนิคปัจจุบันสามารถผลิตเพชรได้ขนาดเท่าตัวตามคำสั่งที่มีความหนาเป็นสองเท่าของเส้นผมมนุษย์