گرما و فشار جلوه های ویژه گرافیکی سوخت های فسیلی مولکول به خالص الماس

با تنظیم دقیق حرارت و فشار آن را ممکن است برای تولید خالص الماس از یک نوع از هیدروژن و کربن مولکول موجود در نفت خام و گاز طبیعی یک مطالعه جدید نشان می دهد.

“چه هیجان انگیز در مورد این مقاله آن است که نشان می دهد یک راه تقلب ترمودینامیک از آنچه به طور معمول مورد نیاز برای الماس تشکیل می گوید:” رادنی سارکوم استاد امنیت هسته ای در دانشگاه استنفورد و coauthor از کاغذ در علم پیشرفت.

دانشمندان سنتز الماس از مواد دیگر برای بیش از 60 سال است اما این تحول به طور معمول نیاز مفرط مقدار انرژی و یا علاوه بر این از یک کاتالیزور—اغلب—فلز است که تمایل به کاهش کیفیت محصول نهایی.

“ما می خواستیم برای دیدن فقط یک سیستم تمیز که در آن یک ماده تبدیل به الماس خالص—بدون کاتالیزور می گوید:” منجر نویسنده Sulgiye پارک یک محقق فوق دکترا در دانشگاه استنفورد مدرسه زمین, انرژی و محیط زیست علوم (دانشگاه استنفورد زمین).

درک مکانیسم برای این تحول مهم خواهد بود برای برنامه های کاربردی فراتر از طلا و جواهر. الماس خواص فیزیکی—سختی شدید نوری, شفافیت, پایداری شیمیایی و حرارتی بالا—آن را به یک ماده با ارزش برای پزشکی, صنعت, quantum computing technologies و بیولوژیکی سنجش.

“اگر شما می توانید حتی مقدار کمی از این الماس خالص و سپس شما می توانید پیش بینی آن در کنترل راه برای کاربردهای خاص می گوید:” نویسنده ارشد Yu Lin کارکنان دانشمند در دانشگاه استنفورد پژوهشکده مواد و انرژی, علوم (SIMES) در SLAC National Accelerator Laboratory.

دستور غذا به صورت خالص و الماس

الماس طبیعی متبلور از کربن صدها مایل زیر سطح زمین که در آن درجه حرارت رسیدن به هزار درجه فارنهایت است. طبیعی ترین الماس کشف شده به تاریخ فلک کشیده و رو به بالا در فوران های آتشفشانی میلیون ها سال پیش حمل باستان معدنی از زمین به عمق داخلی با آنها.

به عنوان یک نتیجه, الماس می تواند ارائه بینش به شرایط و مواد وجود دارد که در این سیاره داخلی است. “الماس کشتی برای بازگرداندن نمونه از عمیق ترین نقاط زمین می گوید:” وندی مائو یک استاد زمین شناسی و علوم فوتونی علم که منجر آزمایشگاه که در پارک انجام شده بسیاری از این مطالعه آزمایش.

برای سنتز الماس تیم تحقیقاتی آغاز شد و با سه نوع پودر تصفیه شده از تانکر پر از نفت است. “این یک مقدار می گوید:” مائو. “ما با استفاده از یک سوزن را انتخاب کنید تا کمی به آن را در زیر میکروسکوپ برای ما آزمایش است.”

در یک نگاه بی بو و کمی چسبنده پودر شبیه سنگ نمک. اما چشم آموزش مشابه از طریق یک میکروسکوپ قدرتمند می تواند تشخیص اتم مرتب در همان الگوی مکانی به عنوان اتم را تشکیل می دهند که الماس کریستال. آن را به عنوان اگر پیچیده شبکه از الماس شده است خرد شده به واحدهای کوچکتر تشکیل شده از دو یا سه قفس.

بر خلاف الماس که خالص کربن پودر—شناخته شده به عنوان diamondoids—همچنین حاوی هیدروژن است. “با شروع این بلوک شما می توانید الماس بیشتر به سرعت و به راحتی شما همچنین می توانید یادگیری در مورد روند کامل تر متفکر راه از اگر شما فقط تقلید فشار بالا و درجه حرارت بالا یافت می شود در بخشی از زمین که در آن الماس اشکال طبیعی” مائو می گوید.

تبدیل کردن فشار

محققان لود diamondoid نمونه به یک آلو-اندازه فشار محفظه به نام الماس سندان همراه که پرس پودر میان دو الماس جلا. فقط با یک دست ساده به نوبه خود از پیچ این دستگاه می تواند در ایجاد این نوع از فشار شما ممکن است پیدا کردن در مرکز زمین است.

بعد آنها گرم نمونه با لیزر و بررسی نتایج با یک باتری از آزمون و زد مدل های کامپیوتری برای کمک به توضیح دهید که چگونه این تحول بود آشکار شد.

“یک سوال اساسی ما در تلاش برای پاسخ به این است که آیا ساختار و یا تعدادی از قفس تاثیر می گذارد که چگونه diamondoids تبدیل به الماس” لین می گوید. آنها دریافتند که سه قفس diamondoid به نام triamantane می تواند به سازماندهی مجدد خود را به الماس با کمی جای تعجب انرژی است.

در 900 کلوین—حدود 1160 درجه فارنهایت یا درجه حرارت red-hot lava—و 20 gigapascals فشار صدها هزار بار بیشتر از زمین جو triamantane را اتم کربن ضربه محکم و ناگهانی به تراز و آن هیدروژن پراکند و یا دور افتد.

تحول آشکار در باریک ترین بخش دوم. این هم لینک مستقیم: اتم نمی تصویب از طریق شکل دیگری از کربن مانند گرافیت در راه خود را به ساخت الماس.

دقیقه حجم نمونه در داخل یک الماس سندان همراه باعث می شود این روش غیر عملی برای سنتز بسیار بیشتر از این لکه از الماس است که محققان تولید شده در آزمایشگاه مائو می گوید. “اما در حال حاضر ما می دانیم که کمی بیشتر در مورد کلید برای ساخت الماس خالص.”

سارکوم نیز یک عضو ارشد در فریمن Spogli موسسه مطالعات بین المللی و در Precourt موسسه انرژی است. اضافی نویسندگان از مرکز فشار علم و فناوری های پیشرفته پژوهش در پکن, چین و مرکز پیشرفته از منابع تابش در دانشگاه شیکاگو است. وزارت انرژی آمریکا کار پشتیبانی می کند.

منبع: دانشگاه استنفورد

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.netshrtco.detny.im