Novembra 2020 je bil objavljen \u010dlanek o sintezi a<\/s> nanokristalnega diamanta in lonsdaleita pri sobni temperaturi, kar je do danes veljalo za nemogo\u010de. <\/p>\n\n\n\n
Sinteza je potekala pod tlakom 80 GPa iz vzorca nekristalnega ogljika. To je bilo mogo\u010de le z visokim tlakom in stri\u017eno napetostjo, ki sta bila \"pomembna za spodbujanje nastajanja faz, saj lahko pomagata premagati kineti\u010dne ovire\", je navedeno v \u010dlanku.<\/a> <\/p>\n\n\n\n Rezultati \u0161tudije temeljijo na uporabi zelo pogoste tehnike elektronske mikroskopije, ki se pogosto uporablja v kristalografiji, ki je eksperimentalno podro\u010dje, ki preu\u010duje razporeditev atomov v kristalnih trdnih snoveh, v primeru tega \u010dlanka v diamantu in lonsdaleitu.<\/p>\n\n\n\n Diamant, majhen (ali pa tudi ne) in dragocen ko\u0161\u010dek svetle\u010de kamnine, ni le drag nakit, temve\u010d tudi izjemno pomemben material zaradi svojih lastnosti, ki omogo\u010dajo uporabo v obi\u010dajnih in ekstremnih okoljih. <\/p>\n\n\n\n Nekatere uporabne lastnosti so izjemna trdota, visoka toplotna prevodnost, med drugim pa se lahko uporablja tudi v biomedicinskih aplikacijah. <\/p>\n\n\n\n Lonsdaleit je diamantu podoben material z nekaj razlikami v kristalni strukturi v primerjavi z diamantom, medtem ko ima diamant kubi\u010dna kristalna struktura<\/strong> s tetraedri\u010dno vezanim ogljikom, ima lonsdaleit heksagonalna kristalna struktura<\/strong>, ki je manj pogosta oblika preureditve.<\/p>\n\n\n\n Ve\u010dina raziskav o sintezi diamantov poro\u010da o potrebi po dveh oblikah vzbujanja, da bi presegli visoko kineti\u010dno oviro pri faznih spremembah materiala. <\/p>\n\n\n\n Za sintezo diamanta in lonsdaleita v laboratoriju se obi\u010dajno uporabljata visok tlak in povi\u0161ana temperatura.<\/p>\n\n\n\n Znanstveniki imajo danes diagram, ki prikazuje fizikalna stanja nekega materiala glede na temperaturo in tlak, imenovan fazni diagram. Zelo znani in <\/strong>uporabno vodilo za znanstvenike, da vedo, kak\u0161na temperatura in tlak sta potrebna za doseganje dolo\u010denega stanja, na primer trdnega, teko\u010dega ali plinastega. Pri ogljikovih atomih sta grafit in diamant dva primera trdnih stanj.<\/p>\n\n\n\n \u010ce si ogledate diagram ogljika<\/a>, bi lahko stanje diamanta dosegli pri sobni temperaturi nad tlakom 2GPa, vendar je v resnici treba upo\u0161tevati druge dejavnike, ki lahko povzro\u010dijo veliko razliko v kon\u010dnem rezultatu. Eden od teh dejavnikov, omenjenih v \u010dlanku, je stri\u017ena napetost<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n Stri\u017ena napetost je znana kot proces, pri katerem vzporedne plasti drsijo druga skozi drugo. Zelo preprost primer tega je, ko roke primete skupaj in za\u010dnete drsiti ena na drugo - na primer, ko vas zebe in si \u017eelite ogreti roke - to gibanje povzro\u010di stri\u017eno napetost v rokah ali v uporabljenem materialu. <\/p>\n\n\n\n Stri\u017ena napetost lahko spodbuja fazno spremembo materialov. Brez upo\u0161tevanja temperature se stri\u017eni stres izka\u017ee za pomembno sestavino tega, kako \"lahko diamant nastane v veliko \u0161ir\u0161em razponu okolij, tako zemeljskih kot zunajzemeljskih, kot je veljalo prej\", vendar je za potrditev u\u010dinkov stri\u017enega stresa potrebnih \u0161e veliko \u0161tudij. Tudi nastanek lonsdaleita je bil povezan s stri\u017enim stresom. <\/p>\n\n\n\n Znanstveniki so posku\u0161ali proizvesti diamant in lonsdaleit pri sobni temperaturi, zato so vzorce steklastega ogljika stisnili 80\u00d7109<\/sup>Pa - to je velik pritisk, veliko, veliko ve\u010dji od tistega, ki ste ga \u010dutili pri rednem testu na fakulteti. <\/p>\n\n\n\n To \u0161tevilo ustreza skoraj 800 tiso\u010d atmosferskim tlakom - \u017eivimo le v eni atmosferi.<\/p>\n\n\n\n Znanstveniki so rezultate vzorcev analizirali s tremi razli\u010dnimi vrstami tehnik elektronske mikroskopije. Ramanova spektroskopija, rentgenska difrakcija in TEM (transmisijska elektronska mikroskopija). Oglejmo si vsako od njih.<\/p>\n\n\n\n Spletna stran Ramanova spektroskopija<\/strong> je tehnika, s katero se pridobi strukturni prstni odtis dolo\u010denega materiala z uporabo vibracijski na\u010dini molekul<\/a>. <\/p>\n\n\n\n Material vzorca interagira z monokromatsko svetlobo - obi\u010dajno laserjem - in absorbira ter oddaja fotone na na\u010din neelasti\u010dnega sipanja, z drugimi besedami, molekularna vibracija vzorca absorbira dolo\u010deno \u0161tevilo fotonov, pri \u010demer se absorbirana koli\u010dina razlikuje od emitirane. <\/p>\n\n\n\n Ta razlika se zazna, kon\u010dni rezultat pa znanstvenikom omogo\u010da, da dobijo strukturne informacije o vzorcu.<\/p>\n\n\n\n Difrakcija rentgenskih \u017earkov<\/strong> tehnika vklju\u010duje uporabo elektronskega \u017earka namesto monokromatske svetlobe. Zaradi vzorcev razporeditve atomov v kristalni strukturi se rentgenski \u017earek, ko dose\u017ee vzorec, razpr\u0161i pod razli\u010dnimi koti in v razli\u010dnih smereh. <\/p>\n\n\n\n Znanstveniki lahko izmerijo te kote in intenzivnost razpr\u0161enega \u017earka ter podatke pretvorijo v tridimenzionalno sliko s polo\u017eaji atomov v kristalu.<\/p>\n\n\n\n Spletna stran TEM, transmisijska elektronska mikroskopija<\/strong> je mikroskopska tehnika, ki namesto svetlobe uporablja snop elektronov in rentgensko difrakcijo. <\/p>\n\n\n\n Vzorec je izpostavljen \u017earkom, ki gredo skozi njega in s pomo\u010djo detektorja fluorescence ustvarijo sliko. <\/p>\n\n\n\n Ta tehnika zahteva pripravo vzorca na mre\u017ei in je ozna\u010dena kot izogibna tehnika zaradi izgube vzorca, ki se med analizo uni\u010di.<\/p>\n\n\n\n Po poskusu izdelave diamanta so raziskovalci s pomo\u010djo Ramanove metode ugotovili, da so vzorci sestavljeni le iz grafitnega materiala. <\/p>\n\n\n\n Vendar so rentgenski difrakcijski vzorci pokazali druga\u010dne rezultate, ki dokazujejo prisotnost lonsdaleita (12%), diamanta (3%) in grafita (85%). <\/p>\n\n\n\n Te razli\u010dne rezultate je mogo\u010de razlo\u017eiti z razlikami v posameznih tehnikah. Ramanova tehnika lahko analizira le povr\u0161ino materialov, medtem ko lahko rentgenska difrakcija analizira celotno debelino vzorca.<\/p>\n\n\n\n Na splo\u0161no ta rezultat dokazuje, da nastanek trdih materialov, kot je diamant, ni odvisen le od tlaka in temperature. <\/p>\n\n\n\n Tudi drugi dejavniki lahko povzro\u010dijo nastanek materiala, kot je stri\u017ena napetost ali dejavniki, ki jih znanost \u0161e ne pozna. <\/p>\n\n\n\n Morda bo v prihodnosti, ko se bo ta tehnika stiskanja bolje uveljavila in pocenila proizvodnjo diamantov, znanost lahko v celoti izkoristila prednosti tega materiala. <\/p>\n\n\n\n _____<\/p>\n\n\n\n Ali ste \u017ee Mind the Graph <\/a>uporabnik? \u010ce ne, lahko za\u010dnete prav zdaj<\/a>! Kliknete lahko tudi na tukaj<\/a> da si ogledate na\u0161o galerijo znanstvenih ilustracij, vam ni treba za\u010deti projekta od za\u010detka! \n\n<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Novembra 2020 je bil objavljen \u010dlanek o sintezi nanokristalnega diamanta in lonsdaleita pri sobni temperaturi, kar je do danes veljalo za nemogo\u010de. Sinteza je bila izvedena pod tlakom 80 GPa iz vzorca nekristalnega ogljika kot prekurzorja. To je bilo mogo\u010de le z visokim tlakom in stri\u017eno napetostjo, ki sta bila \"pomembna [...]<\/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