W listopadzie 2020 r. opublikowano artyku\u0142 przedstawiaj\u0105cy syntez\u0119 a<\/s> nanokrystalicznego diamentu i lonsdaleitu w temperaturze pokojowej, co do tej pory uwa\u017cano za niemo\u017cliwe do wykonania. <\/p>\n\n\n\n
Syntez\u0119 przeprowadzono pod ci\u015bnieniem 80GPa z niekrystalicznego prekursora w\u0119glowego. By\u0142o to mo\u017cliwe tylko przy wysokim ci\u015bnieniu i napr\u0119\u017ceniu \u015bcinaj\u0105cym, kt\u00f3re s\u0105 \"wa\u017cne dla promowania tworzenia faz, poniewa\u017c mog\u0105 pom\u00f3c w przezwyci\u0119\u017ceniu barier kinetycznych\", zgodnie z artyku\u0142em.<\/a> <\/p>\n\n\n\n Wyniki badania opieraj\u0105 si\u0119 na wykorzystaniu bardzo powszechnej techniki mikroskopii elektronowej, do\u015b\u0107 cz\u0119sto stosowanej w krystalografii, kt\u00f3ra jest dziedzin\u0105 eksperymentaln\u0105 badaj\u0105c\u0105 uk\u0142ad atom\u00f3w w krystalicznych cia\u0142ach sta\u0142ych, w przypadku niniejszego artyku\u0142u, diamentu i lonsdaleitu.<\/p>\n\n\n\n Diament, ma\u0142y (lub nie) i cenny kawa\u0142ek b\u0142yszcz\u0105cej ska\u0142y, to nie tylko droga bi\u017cuteria, ale tak\u017ce niezwykle wa\u017cny materia\u0142 ze wzgl\u0119du na swoje w\u0142a\u015bciwo\u015bci, pozwalaj\u0105ce na stosowanie go w normalnych i ekstremalnych warunkach. <\/p>\n\n\n\n Niekt\u00f3re z przydatnych w\u0142a\u015bciwo\u015bci to ekstremalna twardo\u015b\u0107, wysoka przewodno\u015b\u0107 cieplna, a tak\u017ce mo\u017ce by\u0107 stosowany mi\u0119dzy innymi w zastosowaniach biomedycznych. <\/p>\n\n\n\n Lonsdaleit jest materia\u0142em diamentopodobnym z niewielkimi r\u00f3\u017cnicami w strukturze krystalicznej w por\u00f3wnaniu z diamentem, podczas gdy diament ma Sze\u015bcienna struktura krystaliczna<\/strong> z tetraedrycznie zwi\u0105zanym w\u0119glem, Lonsdaleite ma Sze\u015bciok\u0105tna struktura krystaliczna<\/strong>Jest to mniej powszechna forma rearan\u017cacji.<\/p>\n\n\n\n Wi\u0119kszo\u015b\u0107 bada\u0144 nad syntez\u0105 diament\u00f3w wskazuje na potrzeb\u0119 dw\u00f3ch form wzbudzenia, aby przekroczy\u0107 wysok\u0105 barier\u0119 kinetyczn\u0105 przemian fazowych materia\u0142u. <\/p>\n\n\n\n Wysokie ci\u015bnienie i podwy\u017cszona temperatura s\u0105 zwykle wykorzystywane do syntezy diamentu i lonsdaleitu w laboratorium.<\/p>\n\n\n\n Naukowcy dysponuj\u0105 dzi\u015b wykresem, kt\u00f3ry pokazuje stany fizyczne niekt\u00f3rych materia\u0142\u00f3w w zale\u017cno\u015bci od temperatury i ci\u015bnienia, zwanym wykres fazowy. Bardzo znany i <\/strong>Przydatne narz\u0119dzie dla naukowc\u00f3w, aby dowiedzie\u0107 si\u0119, jaka temperatura i ci\u015bnienie s\u0105 potrzebne do osi\u0105gni\u0119cia okre\u015blonego stanu, takiego jak sta\u0142y, ciek\u0142y lub gazowy. W przypadku atom\u00f3w w\u0119gla, grafit i diament to dwa przyk\u0142ady stan\u00f3w sta\u0142ych.<\/p>\n\n\n\n Je\u015bli spojrze\u0107 na wykres w\u0119gla<\/a>Diamentowy stan mo\u017cna osi\u0105gn\u0105\u0107 w temperaturze pokojowej powy\u017cej ci\u015bnienia 2GPa, ale w rzeczywisto\u015bci nale\u017cy wzi\u0105\u0107 pod uwag\u0119 inne czynniki, kt\u00f3re mog\u0105 spowodowa\u0107 ogromn\u0105 r\u00f3\u017cnic\u0119 w ko\u0144cowym wyniku. Jednym z tych czynnik\u00f3w wymienionych w artykule jest napr\u0119\u017cenie \u015bcinaj\u0105ce<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n Napr\u0119\u017cenie \u015bcinaj\u0105ce jest znane jako proces, w kt\u00f3rym r\u00f3wnoleg\u0142e warstwy \u015blizgaj\u0105 si\u0119 po sobie. Bardzo prostym przyk\u0142adem jest sytuacja, w kt\u00f3rej przyk\u0142adamy do siebie d\u0142onie i zaczynamy przesuwa\u0107 jedn\u0105 po drugiej - np. gdy jest nam zimno i chcemy rozgrza\u0107 d\u0142onie - ruch ten powoduje powstanie napr\u0119\u017ce\u0144 \u015bcinaj\u0105cych w d\u0142oniach lub w u\u017cywanym materiale. <\/p>\n\n\n\n Napr\u0119\u017cenie \u015bcinaj\u0105ce mo\u017ce sprzyja\u0107 przemianom fazowym materia\u0142\u00f3w. Nie bior\u0105c pod uwag\u0119 temperatury, napr\u0119\u017cenie \u015bcinaj\u0105ce okazuje si\u0119 by\u0107 wa\u017cnym sk\u0142adnikiem tego, jak \"diament mo\u017ce powstawa\u0107 w znacznie szerszym zakresie \u015brodowisk, zar\u00f3wno ziemskich, jak i pozaziemskich, ni\u017c wcze\u015bniej s\u0105dzono\", ale potrzeba wielu dalszych bada\u0144, aby potwierdzi\u0107 efekty napr\u0119\u017cenia \u015bcinaj\u0105cego. Tworzenie si\u0119 lonsdaleitu by\u0142o r\u00f3wnie\u017c zwi\u0105zane z napr\u0119\u017ceniami \u015bcinaj\u0105cymi. <\/p>\n\n\n\n Pr\u00f3buj\u0105c wyprodukowa\u0107 diament i lonsdaleit w temperaturze pokojowej, naukowcy poddali pr\u00f3bki w\u0119gla szklistego kompresji 80\u00d7109<\/sup>Pa - to du\u017ca presja, du\u017co, du\u017co wi\u0119ksza ni\u017c ta, kt\u00f3r\u0105 odczuwa\u0142e\u015b pod zwyk\u0142ym testem na studiach. <\/p>\n\n\n\n Liczba ta odpowiada ci\u015bnieniu prawie 800 tysi\u0119cy atmosfer - \u017cyjemy tylko w jednej atmosferze.<\/p>\n\n\n\n Naukowcy przeanalizowali wyniki pr\u00f3bek za pomoc\u0105 trzech r\u00f3\u017cnych rodzaj\u00f3w technik mikroskopii elektronowej. Spektroskopia Ramana, dyfrakcja rentgenowska i TEM (transmisyjna mikroskopia elektronowa). Sprawd\u017amy ka\u017cdy z nich.<\/p>\n\n\n\n The Spektroskopia Ramana<\/strong> to technika, kt\u00f3ra zapewnia strukturalny odcisk palca okre\u015blonego materia\u0142u przy u\u017cyciu tryby wibracyjne cz\u0105steczek<\/a>. <\/p>\n\n\n\n Materia\u0142 pr\u00f3bki oddzia\u0142uje ze \u015bwiat\u0142em monochromatycznym - zwykle laserem - poch\u0142aniaj\u0105c i emituj\u0105c fotony w spos\u00f3b nieelastyczny, innymi s\u0142owy, drgania molekularne pr\u00f3bki poch\u0142aniaj\u0105 pewn\u0105 liczb\u0119 foton\u00f3w, przy czym ilo\u015b\u0107 poch\u0142oni\u0119ta r\u00f3\u017cni si\u0119 od ilo\u015bci wyemitowanej. <\/p>\n\n\n\n R\u00f3\u017cnica ta jest wykrywana, a ostateczny wynik pozwala naukowcom uzyska\u0107 informacje strukturalne pr\u00f3bki.<\/p>\n\n\n\n Dyfrakcja rentgenowska<\/strong> Technika ta polega na wykorzystaniu wi\u0105zki elektron\u00f3w zamiast \u015bwiat\u0142a monochromatycznego. Ze wzgl\u0119du na uk\u0142ad atom\u00f3w w strukturze krystalicznej, gdy wi\u0105zka promieniowania rentgenowskiego dociera do pr\u00f3bki, ulega dyfrakcji pod wieloma r\u00f3\u017cnymi k\u0105tami i w r\u00f3\u017cnych kierunkach. <\/p>\n\n\n\n Naukowcy mog\u0105 zmierzy\u0107 te k\u0105ty i intensywno\u015b\u0107 rozproszonej wi\u0105zki, przekszta\u0142caj\u0105c dane w tr\u00f3jwymiarowy obraz z pozycjami atom\u00f3w w krysztale.<\/p>\n\n\n\n The TEM, transmisyjna mikroskopia elektronowa<\/strong> to technika mikroskopii wykorzystuj\u0105ca wi\u0105zk\u0119 elektron\u00f3w zamiast \u015bwiat\u0142a, a tak\u017ce dyfrakcj\u0119 promieniowania rentgenowskiego. <\/p>\n\n\n\n Pr\u00f3bka jest wystawiona na dzia\u0142anie wi\u0105zki, kt\u00f3ra przechodzi przez ni\u0105, tworz\u0105c obraz za pomoc\u0105 detektora fluorescencji. <\/p>\n\n\n\n Technika ta wymaga przygotowania pr\u00f3bki na siatce i jest okre\u015blana jako technika unikania ze wzgl\u0119du na utrat\u0119 pr\u00f3bki, kt\u00f3ra jest niszczona podczas analizy.<\/p>\n\n\n\n Po pr\u00f3bie wytworzenia diamentu naukowcy odkryli za pomoc\u0105 Ramana, \u017ce pr\u00f3bki sk\u0142ada\u0142y si\u0119 wy\u0142\u0105cznie z materia\u0142u grafitowego. <\/p>\n\n\n\n Jednak wzory dyfrakcji rentgenowskiej wykaza\u0142y inny wynik, wykazuj\u0105c obecno\u015b\u0107 lonsdaleitu (12%), diamentu (3%) i grafitu (85%). <\/p>\n\n\n\n Te rozbie\u017cne wyniki mo\u017cna wyja\u015bni\u0107 r\u00f3\u017cnicami w ka\u017cdej technice. Raman jest w stanie analizowa\u0107 tylko powierzchni\u0119 materia\u0142\u00f3w, podczas gdy dyfrakcja rentgenowska mo\u017ce przej\u015b\u0107 przez ca\u0142\u0105 grubo\u015b\u0107 pr\u00f3bki.<\/p>\n\n\n\n Og\u00f3lnie rzecz bior\u0105c, wynik ten dowodzi, \u017ce powstawanie twardych materia\u0142\u00f3w, takich jak diament, jest wynikiem nie tylko ci\u015bnienia i temperatury. <\/p>\n\n\n\n Inne czynniki mog\u0105 indukowa\u0107 formowanie si\u0119 materia\u0142u, takie jak napr\u0119\u017cenia \u015bcinaj\u0105ce lub czynniki, kt\u00f3rych nauka jeszcze nie zna. <\/p>\n\n\n\n By\u0107 mo\u017ce w przysz\u0142o\u015bci, gdy ta technika kompresji ugruntuje swoj\u0105 pozycj\u0119, obni\u017caj\u0105c koszty produkcji diament\u00f3w, nauka b\u0119dzie w stanie w pe\u0142ni wykorzysta\u0107 ten materia\u0142. <\/p>\n\n\n\n _____<\/p>\n\n\n\n Czy jeste\u015b ju\u017c Mind the Graph <\/a>u\u017cytkownika? Je\u015bli nie, mo\u017cesz zacz\u0105\u0107 teraz<\/a>! Mo\u017cesz tak\u017ce klikn\u0105\u0107 tutaj<\/a> aby zobaczy\u0107 nasz\u0105 galeri\u0119 ilustracji naukowych, nie musisz zaczyna\u0107 swojego projektu od zera! \n\n<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":" W listopadzie 2020 r. opublikowano artyku\u0142 donosz\u0105cy o syntezie nanokrystalicznego diamentu i lonsdaleitu w temperaturze pokojowej, co do dzi\u015b uwa\u017cano za niemo\u017cliwe do wykonania. Syntez\u0119 przeprowadzono pod ci\u015bnieniem 80GPa z niekrystalicznego prekursora w\u0119glowego. By\u0142o to mo\u017cliwe tylko przy wysokim ci\u015bnieniu i napr\u0119\u017ceniu \u015bcinaj\u0105cym, oba by\u0142y \"wa\u017cne [...]<\/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