钻石需要电击才能在地球深处结晶,大约1伏的电场就可以结晶

作者:小菜 更新时间:2022-09-23 点击数:
简介:一项新的研究发现,在钻石开始在地球地幔深处生长之前,它们需要一点电场的电击。

钻石需要电击才能在地球深处

【菜科解读】

  一项新的研究发现,在钻石开始在地球地幔深处生长之前,它们需要一点电场的电击。

钻石需要电击才能在地球深处结晶。

  根据1月20日发表的研究,在基于实验室的实验中,科学家模拟了地幔(地壳正下方的一层)的条件,发现钻石只有在暴露在电场中时才会生长,即使是大约1伏的弱电场。

  钻石由排列成特定晶体结构的碳原子制成。

它们形成地球表面下90英里(150公里),那里的压力达到数千兆帕,温度可以飙升至2732华氏度(1500摄氏度)以上。

但是,这种宝石“诞生”背后的许多因素是一个谜。

因此,一支由俄罗斯和德国科学家组成的小组专门研究了一个因素:地下电场。

钻石

  研究人员收集了制造钻石所需的起始原料——碳酸盐和碳酸盐硅酸盐粉末,类似于地幔中富含碳酸盐的熔体。

他们将这些粉末放在实验室的人造地幔中,使其承受高达7.5吉帕的压力和高达2,912 F(1,600 C)的温度,并承受0.4至1伏特的电极供电电场。

经过长达40小时的变化周期后,形成了钻石,但只有当研究人员建立起大约1伏的电场时——这比大多数家用电池都弱。

  而且,金刚石和石墨仅在阴极或电场的负部分形成。

这个点提供电子来启动化学过程——主要是为了让碳酸盐中的某些碳氧化合物经历一系列反应,变成二氧化碳,最终变成可以形成钻石的碳原子。

  人造钻石很小,直径不大于0.007英寸(200微米,即五分之一毫米),但出人意料的是与天然钻石相似——两者均为八面体形状,并含有少量其他元素和化合物,包括研究人员说,相对较高的氮含量和硅酸盐碳酸盐夹杂物,也被称为钻石的“胎记”或瑕疵。

  研究人员说:“这些实验表明局部电场在地幔中钻石形成中起着关键作用。

这种局部电压可能是由具有高电导率的地幔中的熔岩和流体产生的,但目前尚不清楚这些电场的强度。

  帕里亚诺夫在另一份声明中说: “我们的方法有利于开发生产钻石和其他具有特殊性质的碳材料的新方法。

神奇!这些“钻石”竟是来自数十亿年前一颗巨大的“失落星球”

比天然钻石还坚硬的「人造钻石」

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如果问你什么是地球上最坚硬的天然物质?大部分人肯定会说是钻石。

我们经常在订婚戒指上看到它大放光彩,实际上,它的硬度足以切割钢铁和石头。

但在过去的这些年里,科学家们一直在想方设法增强这种物质的硬度,现在来自澳大利亚的研究人员制作出了一种人造钻石,它的硬度可比天然钻石硬多了。

这种钻石属于蓝丝黛尔石,我们曾在坠落于世界各地的陨石中发现过这种东西。

金刚石蓝丝黛尔石非常特别,因为一般的钻石是由碳分子构成的立方体晶格组成,而它则是由碳分子构成的六角晶格组成,这就导致其硬度比普通钻石提高了58%。

研究人员已经可以在实验室中制造纳米级蓝丝黛尔石了,他们相信这一定会比天然钻石坚硬许多。

实际上这款人造的蓝丝黛尔石比人们想的还要硬,研究人员建议将它投入矿产开发中,因为它不仅能够轻松切割极端坚硬的材料,而且连天然钻石都不在话下。

澳大利亚国立大学的首席研究员Jodie Bradby表示,这颗人造钻石之所以这么坚硬,得益于它独特的六角晶格结构,而普通钻石仅仅是立方体结构。

我们的实验能在纳米级别上开展,这是一个令人激动的消息,因为这些材料着实秉承了“短小精悍”的精髓。

金刚石研究团队用纳米技术创造新的人工钻石,实际上使用了一种没有特定形态的碳原子,我们将其称为非晶碳。

蓝丝黛尔石于1967年在代亚布罗峡谷陨石中首次被发现,之前研究人员曾将尝试在实验室中制造它,但很可惜并未成功。

要知道,人工合成钻石的温度可是高达1000摄氏度(约合1832华氏度)。

但是,Bradby和她的团队成员采用了截然不同的方法。

它们将这些碳放进一种被称为钻石砧的设备中,它利用两个钻石相互挤压从而制造类似地球深层的高压。

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