I november 2020 blev der offentliggjort en artikel, der rapporterede syntesen af a<\/s> nanokrystallinsk diamant og lonsdaleit ved stuetemperatur, noget man indtil i dag har anset for umuligt at g\u00f8re. <\/p>\n\n\n\n
Syntesen blev udf\u00f8rt under et tryk p\u00e5 80GPa fra en ikke-krystallinsk kulstofpr\u00f8ve. Dette var kun muligt med h\u00f8jt tryk og forskydningssp\u00e6nding, som begge var \"vigtige for at fremme fasedannelse, da det kan hj\u00e6lpe med at overvinde kinetiske barrierer\", if\u00f8lge artiklen.<\/a> <\/p>\n\n\n\n Resultaterne af unders\u00f8gelsen bygger p\u00e5 brugen af en meget almindelig elektronmikroskopiteknik, der er meget brugt i krystallografi, som er det eksperimentelle felt, der studerer atomernes arrangement i krystallinske faste stoffer, i denne artikels tilf\u00e6lde diamant og lonsdaleit.<\/p>\n\n\n\n Diamant, det lille (eller ikke) og dyrebare stykke skinnende sten, er ikke bare dyre smykker, det er ogs\u00e5 et uhyre vigtigt materiale p\u00e5 grund af dets egenskaber, der g\u00f8r det muligt at bruge det i normale og ekstreme milj\u00f8er. <\/p>\n\n\n\n Nogle nyttige egenskaber er ekstrem h\u00e5rdhed, h\u00f8j varmeledningsevne, og det kan ogs\u00e5 bruges i biomedicinske applikationer, blandt andre. <\/p>\n\n\n\n Lonsdaleit er et diamantlignende materiale med f\u00e5 forskelle i krystalstrukturen sammenlignet med diamant, mens diamant har en kubisk krystalstruktur<\/strong> med et tetraederbundet kulstof, har Lonsdaleit en hexagonal krystalstruktur<\/strong>, en mindre almindelig form for omlejring.<\/p>\n\n\n\n Det meste forskning i diamantsyntese rapporterer om behovet for to excitationsformer for at overvinde den h\u00f8je kinetiske barriere for materialefaseskift. <\/p>\n\n\n\n H\u00f8jt tryk og forh\u00f8jet temperatur bruges normalt til at syntetisere diamant og lonsdaleit i laboratoriet.<\/p>\n\n\n\n Forskere har i dag et diagram, der viser de fysiske tilstande af et materiale baseret p\u00e5 temperatur og tryk kaldet fasediagram. Meget ber\u00f8mt og <\/strong>Et nyttigt v\u00e6rkt\u00f8j for forskere til at vide, hvilken temperatur og hvilket tryk der skal til for at opn\u00e5 en bestemt tilstand, som fast, flydende eller gasformig. I kulstofatomer er grafit og diamant to eksempler p\u00e5 faste tilstande.<\/p>\n\n\n\n Hvis man ser p\u00e5 kulstofdiagram<\/a>I virkeligheden er der andre faktorer, der skal tages i betragtning, faktorer, der kan for\u00e5rsage en enorm forskel i det endelige resultat. En af disse faktorer, der n\u00e6vnes i artiklen, er forskydningssp\u00e6nding<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n Forskydningssp\u00e6nding er kendt som en proces, hvor parallelle lag glider gennem hinanden. Et meget simpelt eksempel p\u00e5 det er, n\u00e5r du samler dine h\u00e6nder og begynder at glide den ene over den anden - som n\u00e5r du fryser og vil varme dine h\u00e6nder op - denne bev\u00e6gelse skaber forskydningssp\u00e6nding i h\u00e6nderne eller i det materiale, der bruges. <\/p>\n\n\n\n Forskydningssp\u00e6ndingen kan fremme faseskift i materialer. Hvis man ser bort fra temperaturen, viser forskydningssp\u00e6ndingen sig at v\u00e6re en vigtig komponent i, hvordan \"diamanten kan dannes i en meget bredere vifte af milj\u00f8er, b\u00e5de terrestriske og ekstra-terrestriske, end man tidligere har troet\", men der er brug for mange flere unders\u00f8gelser for at bekr\u00e6fte forskydningssp\u00e6ndingens effekter. Lonsdaleit-dannelsen er ogs\u00e5 blevet sat i forbindelse med forskydningssp\u00e6nding. <\/p>\n\n\n\n I fors\u00f8get p\u00e5 at fremstille diamant og lonsdaleit ved stuetemperatur satte forskerne glasagtige kulstofpr\u00f8ver under en kompression p\u00e5 80\u00d7109<\/sup>Pa - det er et stort pres, meget, meget st\u00f8rre end det pres, du f\u00f8lte under en almindelig pr\u00f8ve p\u00e5 universitetet. <\/p>\n\n\n\n Dette tal svarer til et tryk p\u00e5 n\u00e6sten 800.000 atmosf\u00e6rer - vi lever kun i \u00e9n atmosf\u00e6re.<\/p>\n\n\n\n Forskerne analyserede pr\u00f8veresultaterne ved hj\u00e6lp af tre forskellige typer elektronmikroskopiteknikker. Raman-spektroskopi, r\u00f8ntgendiffraktion og TEM (transmissionselektronmikroskopi). Lad os se n\u00e6rmere p\u00e5 hver af dem.<\/p>\n\n\n\n Den Raman-spektroskopi<\/strong> er en teknik, der giver et strukturelt fingeraftryk af et specifikt materiale vha. molekylers vibrationstilstande<\/a>. <\/p>\n\n\n\n Pr\u00f8vematerialet interagerer med et monokromatisk lys - normalt en laser - og absorberer og udsender fotoner p\u00e5 en uelastisk spredningsm\u00e5de, med andre ord absorberer pr\u00f8vens molekyl\u00e6re vibrationer et antal fotoner, hvor den absorberede m\u00e6ngde er forskellig fra den, der udsendes. <\/p>\n\n\n\n Denne forskel registreres, og det endelige resultat giver forskerne mulighed for at f\u00e5 strukturelle oplysninger om pr\u00f8ven.<\/p>\n\n\n\n R\u00f8ntgendiffraktion<\/strong> teknikken involverer brugen af en elektronstr\u00e5le i stedet for monokromatisk lys. I kraft af atomernes arrangementsm\u00f8nstre i krystalstrukturen, n\u00e5r r\u00f8ntgenstr\u00e5len n\u00e5r pr\u00f8ven, diffrakteres den i mange forskellige vinkler og retninger. <\/p>\n\n\n\n Forskerne kan m\u00e5le disse vinkler og intensiteter af den diffrakterede str\u00e5le og omdanne dataene til et tredimensionelt billede med atomets positioner i krystallen.<\/p>\n\n\n\n Den TEM, transmissionselektronmikroskopi<\/strong> er en mikroskopiteknik, der bruger en elektronstr\u00e5le i stedet for lys samt r\u00f8ntgendiffraktion. <\/p>\n\n\n\n Pr\u00f8ven uds\u00e6ttes for str\u00e5len, som passerer igennem den og frembringer et billede ved hj\u00e6lp af en fluorescensdetektor. <\/p>\n\n\n\n Denne teknik kr\u00e6ver en pr\u00f8veforberedelse p\u00e5 et gitter, og den betegnes som en undvigende teknik p\u00e5 grund af tab af pr\u00f8ver, der \u00f8del\u00e6gges under analysen.<\/p>\n\n\n\n Efter fors\u00f8get p\u00e5 at fremstille en diamant opdagede forskerne via Raman, at pr\u00f8verne kun bestod af grafitisk materiale. <\/p>\n\n\n\n R\u00f8ntgendiffraktionsm\u00f8nstrene viste dog et andet resultat og demonstrerede tilstedev\u00e6relsen af lonsdaleit (12%), diamant (3%) og grafit (85%). <\/p>\n\n\n\n Disse divergerende resultater kan forklares med forskelle i de enkelte teknikker. Raman er kun i stand til at analysere overfladen af materialer, mens r\u00f8ntgendiffraktion kan g\u00e5 gennem hele tykkelsen af pr\u00f8ven.<\/p>\n\n\n\n Samlet set beviser dette resultat, at dannelsen af h\u00e5rde materialer som diamant ikke kun er et resultat af tryk og temperatur. <\/p>\n\n\n\n Og andre faktorer kan fremkalde materialedannelse som forskydningssp\u00e6nding eller faktorer, som videnskaben ikke engang kender endnu. <\/p>\n\n\n\n M\u00e5ske i fremtiden, n\u00e5r denne kompressionsteknik har etableret sig bedre og billiggjort diamantproduktionen, vil videnskaben v\u00e6re i stand til at drage fuld fordel af materialet. <\/p>\n\n\n\n _____<\/p>\n\n\n\n Er du allerede en Mind the Graph <\/a>bruger? Hvis du ikke g\u00f8r, kan du starte lige nu<\/a>! Du kan ogs\u00e5 klikke p\u00e5 her<\/a> for at se vores videnskabelige illustrationsgalleri, beh\u00f8ver du ikke at starte dit projekt fra bunden! \n\n<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":" I november 2020 blev der offentliggjort en artikel om syntesen af en nanokrystallinsk diamant og lonsdaleit ved stuetemperatur, noget man indtil i dag har anset for umuligt at g\u00f8re. Syntesen blev udf\u00f8rt under et tryk p\u00e5 80GPa fra en ikke-krystallinsk kulstofpr\u00f8ve. Dette var kun muligt med h\u00f8jt tryk og forskydningssp\u00e6nding, begge var \"vigtige [...].<\/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