V listopadu 2020 byl publikov\u00e1n \u010dl\u00e1nek, kter\u00fd uv\u00e1d\u00ed synt\u00e9zu a<\/s> nanokrystalick\u00e9ho diamantu a lonsdaleitu p\u0159i pokojov\u00e9 teplot\u011b, co\u017e se doposud pova\u017eovalo za nemo\u017en\u00e9. <\/p>\n\n\n\n
Synt\u00e9za prob\u00edhala za tlaku 80 GPa z nekrystalick\u00e9ho uhl\u00edkov\u00e9ho prekurzoru. To bylo mo\u017en\u00e9 pouze za vysok\u00e9ho tlaku a smykov\u00e9ho nap\u011bt\u00ed, p\u0159i\u010dem\u017e oboj\u00ed bylo \"d\u016fle\u017eit\u00e9 pro podporu tvorby f\u00e1z\u00ed, proto\u017ee m\u016f\u017ee pomoci p\u0159ekonat kinetick\u00e9 bari\u00e9ry\", podle \u010dl\u00e1nku.<\/a> <\/p>\n\n\n\n V\u00fdsledky studie spo\u010d\u00edvaj\u00ed v pou\u017eit\u00ed velmi b\u011b\u017en\u00e9 techniky elektronov\u00e9 mikroskopie, kter\u00e1 se pom\u011brn\u011b \u010dasto pou\u017e\u00edv\u00e1 v krystalografii, co\u017e je experiment\u00e1ln\u00ed obor, kter\u00fd studuje uspo\u0159\u00e1d\u00e1n\u00ed atom\u016f v krystalick\u00fdch pevn\u00fdch l\u00e1tk\u00e1ch, v p\u0159\u00edpad\u011b tohoto \u010dl\u00e1nku v diamantu a lonsdaleitu.<\/p>\n\n\n\n Diamant, mal\u00fd (nebo ne) a vz\u00e1cn\u00fd kousek leskl\u00e9 horniny, nen\u00ed jen drah\u00fdm \u0161perkem, ale tak\u00e9 nesm\u00edrn\u011b d\u016fle\u017eit\u00fdm materi\u00e1lem d\u00edky sv\u00fdm vlastnostem, kter\u00e9 umo\u017e\u0148uj\u00ed jeho pou\u017eit\u00ed v b\u011b\u017en\u00fdch i extr\u00e9mn\u00edch prost\u0159ed\u00edch. <\/p>\n\n\n\n Mezi jeho u\u017eite\u010dn\u00e9 vlastnosti pat\u0159\u00ed extr\u00e9mn\u00ed tvrdost, vysok\u00e1 tepeln\u00e1 vodivost a mimo jin\u00e9 by se dal pou\u017e\u00edt i v biomedic\u00ednsk\u00fdch aplikac\u00edch. <\/p>\n\n\n\n Lonsdaleit je materi\u00e1l podobn\u00fd diamantu, jeho\u017e krystalov\u00e1 struktura se ve srovn\u00e1n\u00ed s diamantem li\u0161\u00ed jen m\u00e1lo, zat\u00edmco diamant m\u00e1 ve srovn\u00e1n\u00ed s diamantem kubick\u00e1 krystalov\u00e1 struktura<\/strong> s tetraedricky v\u00e1zan\u00fdm uhl\u00edkem, m\u00e1 lonsdaleit hexagon\u00e1ln\u00ed krystalov\u00e1 struktura<\/strong>, co\u017e je m\u00e9n\u011b \u010dast\u00e1 forma p\u0159eskupen\u00ed.<\/p>\n\n\n\n V\u011bt\u0161ina v\u00fdzkum\u016f o synt\u00e9ze diamant\u016f uv\u00e1d\u00ed, \u017ee k p\u0159ekon\u00e1n\u00ed vysok\u00e9 kinetick\u00e9 bari\u00e9ry f\u00e1zov\u00fdch zm\u011bn materi\u00e1lu je t\u0159eba dvou forem excitace. <\/p>\n\n\n\n K synt\u00e9ze diamantu a lonsdaleitu v laborato\u0159i se obvykle pou\u017e\u00edv\u00e1 vysok\u00fd tlak a zv\u00fd\u0161en\u00e1 teplota.<\/p>\n\n\n\n V\u011bdci dnes maj\u00ed k dispozici diagram, kter\u00fd zobrazuje fyzik\u00e1ln\u00ed stavy n\u011bkter\u00fdch materi\u00e1l\u016f v z\u00e1vislosti na teplot\u011b a tlaku, tzv. f\u00e1zov\u00fd diagram. Velmi zn\u00e1m\u00e9 a <\/strong>u\u017eite\u010dn\u00e1 pom\u016fcka pro v\u011bdce, aby v\u011bd\u011bli, jak\u00e1 teplota a tlak jsou pot\u0159ebn\u00e9 k dosa\u017een\u00ed ur\u010dit\u00e9ho stavu, nap\u0159\u00edklad pevn\u00e9ho, kapaln\u00e9ho nebo plynn\u00e9ho. U atom\u016f uhl\u00edku jsou grafit a diamant dva p\u0159\u00edklady pevn\u00fdch stav\u016f.<\/p>\n\n\n\n Pokud se pod\u00edv\u00e1te na uhl\u00edkov\u00fd diagram<\/a>, by bylo mo\u017en\u00e9 dos\u00e1hnout stavu diamantu p\u0159i pokojov\u00e9 teplot\u011b nad tlakem 2GPa, ale ve skute\u010dnosti je t\u0159eba vz\u00edt v \u00favahu dal\u0161\u00ed faktory, kter\u00e9 mohou zp\u016fsobit obrovsk\u00fd rozd\u00edl v kone\u010dn\u00e9m v\u00fdsledku. Jedn\u00edm z t\u011bchto faktor\u016f zm\u00edn\u011bn\u00fdch v \u010dl\u00e1nku je nap\u0159. smykov\u00e9 nap\u011bt\u00ed<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n Smykov\u00e9 nap\u011bt\u00ed je zn\u00e1m\u00e9 jako proces, p\u0159i kter\u00e9m se rovnob\u011b\u017en\u00e9 vrstvy navz\u00e1jem prokluzuj\u00ed. Velmi jednoduch\u00fdm p\u0159\u00edkladem je, kdy\u017e si d\u00e1te ruce k sob\u011b a za\u010dnete klouzat jednu po druh\u00e9 - nap\u0159\u00edklad kdy\u017e je v\u00e1m zima a chcete si zah\u0159\u00e1t ruce - tento pohyb vytv\u00e1\u0159\u00ed smykov\u00e9 nap\u011bt\u00ed v rukou nebo v pou\u017eit\u00e9m materi\u00e1lu. <\/p>\n\n\n\n Smykov\u00e9 nap\u011bt\u00ed m\u016f\u017ee podporovat f\u00e1zovou zm\u011bnu materi\u00e1l\u016f. Nebereme-li v \u00favahu teplotu, ukazuje se, \u017ee smykov\u00e9 nap\u011bt\u00ed je d\u016fle\u017eitou slo\u017ekou toho, jak \"diamant m\u016f\u017ee vznikat v mnohem \u0161ir\u0161\u00edm spektru prost\u0159ed\u00ed, pozemsk\u00fdch i mimozemsk\u00fdch, ne\u017e se dosud p\u0159edpokl\u00e1dalo\", ale k potvrzen\u00ed \u00fa\u010dink\u016f smykov\u00e9ho nap\u011bt\u00ed je zapot\u0159eb\u00ed mnoha dal\u0161\u00edch studi\u00ed. Vznik lonsdaleitu byl rovn\u011b\u017e spojen se smykov\u00fdm nap\u011bt\u00edm. <\/p>\n\n\n\n Ve snaze vyrobit diamant a lonsdaleit p\u0159i pokojov\u00e9 teplot\u011b v\u011bdci stla\u010dili vzorky skeln\u00e9ho uhl\u00edku 80\u00d710 % a vytvo\u0159ili z nich diamant.9<\/sup>Pa - to je velk\u00fd tlak, mnohem, mnohem v\u011bt\u0161\u00ed ne\u017e tlak, kter\u00fd jsi c\u00edtila p\u0159i b\u011b\u017en\u00e9m testu na vysok\u00e9 \u0161kole. <\/p>\n\n\n\n Toto \u010d\u00edslo odpov\u00edd\u00e1 t\u00e9m\u011b\u0159 800 tis\u00edc\u016fm atmosf\u00e9rick\u00fdch tlak\u016f - \u017eijeme pouze v jedn\u00e9 atmosf\u00e9\u0159e.<\/p>\n\n\n\n V\u011bdci analyzovali v\u00fdsledky vzork\u016f pomoc\u00ed t\u0159\u00ed r\u016fzn\u00fdch typ\u016f technik elektronov\u00e9 mikroskopie. Ramanovu spektroskopii, rentgenovou difrakci a TEM (transmisn\u00ed elektronovou mikroskopii). Pod\u00edvejme se na ka\u017edou z nich.<\/p>\n\n\n\n Na str\u00e1nk\u00e1ch Ramanova spektroskopie<\/strong> je technika, kter\u00e1 poskytuje strukturn\u00ed otisk ur\u010dit\u00e9ho materi\u00e1lu pomoc\u00ed vibra\u010dn\u00ed m\u00f3dy molekul<\/a>. <\/p>\n\n\n\n Materi\u00e1l vzorku interaguje s monochromatick\u00fdm sv\u011btlem - obvykle laserem - a absorbuje a emituje fotony nepru\u017en\u00fdm rozptylem, jin\u00fdmi slovy, molekul\u00e1rn\u00ed vibrace vzorku absorbuje ur\u010dit\u00fd po\u010det foton\u016f, p\u0159i\u010dem\u017e absorbovan\u00e9 mno\u017estv\u00ed se li\u0161\u00ed od emitovan\u00e9ho. <\/p>\n\n\n\n Tento rozd\u00edl je detekov\u00e1n a kone\u010dn\u00fd v\u00fdsledek umo\u017e\u0148uje v\u011bdc\u016fm z\u00edskat strukturn\u00ed informace o vzorku.<\/p>\n\n\n\n Difrakce rentgenov\u00e9ho z\u00e1\u0159en\u00ed<\/strong> technika zahrnuje pou\u017eit\u00ed elektronov\u00e9ho paprsku nam\u00edsto monochromatick\u00e9ho sv\u011btla. Vzhledem ke vzor\u016fm uspo\u0159\u00e1d\u00e1n\u00ed atom\u016f v krystalov\u00e9 struktu\u0159e se rentgenov\u00fd paprsek p\u0159i dopadu na vzorek rozptyluje v mnoha r\u016fzn\u00fdch \u00fahlech a sm\u011brech. <\/p>\n\n\n\n V\u011bdci mohou m\u011b\u0159it tyto \u00fahly a intenzity difraktovan\u00e9ho paprsku a transformovat data do trojrozm\u011brn\u00e9ho obrazu s polohou atomu v krystalu.<\/p>\n\n\n\n Na str\u00e1nk\u00e1ch TEM, transmisn\u00ed elektronov\u00e1 mikroskopie<\/strong> je mikroskopick\u00e1 technika, kter\u00e1 vyu\u017e\u00edv\u00e1 svazek elektron\u016f nam\u00edsto sv\u011btla a tak\u00e9 rentgenovou difrakci. <\/p>\n\n\n\n Vzorek je vystaven paprsku, kter\u00fd j\u00edm proch\u00e1z\u00ed a pomoc\u00ed fluorescen\u010dn\u00edho detektoru vytv\u00e1\u0159\u00ed obraz. <\/p>\n\n\n\n Tato technika vy\u017eaduje p\u0159\u00edpravu vzorku na m\u0159\u00ed\u017ece a je ozna\u010dov\u00e1na jako \u00fahybn\u00e1 technika, proto\u017ee doch\u00e1z\u00ed ke ztr\u00e1t\u011b vzorku, kter\u00fd je b\u011bhem anal\u00fdzy zni\u010den.<\/p>\n\n\n\n Po pokusu o v\u00fdrobu diamantu v\u011bdci pomoc\u00ed Ramanovy metody zjistili, \u017ee vzorky se skl\u00e1daj\u00ed pouze z grafitick\u00e9ho materi\u00e1lu. <\/p>\n\n\n\n Rentgenov\u00e9 difrak\u010dn\u00ed vzorce v\u0161ak uk\u00e1zaly jin\u00fd v\u00fdsledek, kter\u00fd prokazuje p\u0159\u00edtomnost lonsdaleitu (12%), diamantu (3%) a grafitu (85%). <\/p>\n\n\n\n Tyto rozd\u00edln\u00e9 v\u00fdsledky lze vysv\u011btlit rozd\u00edly v jednotliv\u00fdch technik\u00e1ch. Ramanova metoda je schopna analyzovat pouze povrch materi\u00e1l\u016f, zat\u00edmco rentgenov\u00e1 difrakce m\u016f\u017ee proch\u00e1zet celou tlou\u0161\u0165kou vzorku.<\/p>\n\n\n\n Celkov\u011b tento v\u00fdsledek dokazuje, \u017ee vznik tvrd\u00fdch materi\u00e1l\u016f, jako je diamant, je v\u00fdsledkem nejen tlaku a teploty. <\/p>\n\n\n\n Tvorbu materi\u00e1lu mohou vyvolat i dal\u0161\u00ed faktory, nap\u0159\u00edklad smykov\u00e9 nap\u011bt\u00ed nebo faktory, kter\u00e9 v\u011bda zat\u00edm nezn\u00e1. <\/p>\n\n\n\n Mo\u017en\u00e1, \u017ee v budoucnu, a\u017e se tato technika stla\u010dov\u00e1n\u00ed l\u00e9pe etabluje a zlevn\u00ed v\u00fdrobu diamant\u016f, bude v\u011bda schopna tento materi\u00e1l pln\u011b vyu\u017e\u00edt. <\/p>\n\n\n\n _____<\/p>\n\n\n\n Jste ji\u017e Mind the Graph <\/a>u\u017eivatele? Pokud ne, m\u016f\u017eete za\u010d\u00edt pr\u00e1v\u011b te\u010f<\/a>! M\u016f\u017eete tak\u00e9 kliknout na zde<\/a> si prohl\u00e9dnout na\u0161i galerii v\u011bdeck\u00fdch ilustrac\u00ed, nemus\u00edte za\u010d\u00ednat sv\u016fj projekt od nuly! \n\n<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":" V listopadu 2020 byl publikov\u00e1n \u010dl\u00e1nek o synt\u00e9ze nanokrystalick\u00e9ho diamantu a lonsdaleitu p\u0159i pokojov\u00e9 teplot\u011b, co\u017e bylo doposud pova\u017eov\u00e1no za nemo\u017en\u00e9. Synt\u00e9za byla provedena za tlaku 80 GPa z nekrystalick\u00e9ho uhl\u00edkov\u00e9ho prekurzoru. To bylo mo\u017en\u00e9 pouze za vysok\u00fdch tlak\u016f a smykov\u00e9ho nap\u011bt\u00ed, p\u0159i\u010dem\u017e ob\u011b tyto vlastnosti byly \"d\u016fle\u017eit\u00e9 [...].<\/p>","protected":false},"author":4,"featured_media":12058,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[959,28],"tags":[814,554,775],"yoast_head":"\n