15:19
Comentarii Adauga Comentariu

_ Oamenii de știință dezvoltă un nou sistem de aliaje metalice lichide pentru a sintetiza diamantul în condiții moderate

_ Oamenii de știință dezvoltă un lichid nou sistem de aliaje metalice pentru sintetizarea diamantului în condiții moderate

Știați că 99% din diamantele sintetice sunt produse în prezent folosind metode de înaltă presiune și temperatură înaltă (HPHT)? O paradigmă predominantă este aceea că diamantele pot fi cultivate folosind catalizatori metalici lichizi în „intervalul de presiune gigapascal” (de obicei 5-6 GPa, unde 1 GPa este aproximativ 10.000 atm) și de obicei în intervalul de temperatură de 1.300-1.600 ° C.

Cu toate acestea, diamantele produse folosind HPHT sunt întotdeauna limitate la dimensiuni de aproximativ un centimetru cub datorită componentelor implicate. Adică, atingerea unor presiuni atât de mari se poate face doar la o scară de lungime relativ mică. Descoperirea unor metode alternative de a face diamante în metal lichid în condiții mai blânde (în special la presiune mai scăzută) este o provocare științifică de bază interesantă care, dacă ar fi realizată, ar putea revoluționa producția de diamante. Ar putea fi contestată paradigma dominantă?

O echipă de cercetători condusă de directorul Rod RUOFF la Centrul pentru Materiale Multidimensionale de Carbon (CMCM) din cadrul Institutului pentru Științe de Bază (IBS), inclusiv studenți absolvenți de la Ulsan National Institutul de Știință și Tehnologie (UNIST), au crescut diamante în condiții de presiune de 1 atmosferă și la 1.025°C folosind un aliaj metalic lichid compus din galiu, fier, nichel și siliciu, rupând astfel paradigma existentă. Cercetarea a fost publicată în revista Nature.

Descoperirea acestei noi metode de creștere deschide multe posibilități pentru studii științifice de bază și pentru extinderea creșterii diamantelor în moduri noi.

Directorul Ruoff, care este și profesor distins UNIST, spune: „Această descoperire de pionierat a fost rezultatul ingeniozității umane, al eforturilor neîntrerupte și al cooperării concertate a multor colaboratori.”

Cercetătorii conduși de Ruoff au condus o serie de experimente, care implică câteva sute de ajustări ale parametrilor și o varietate de abordări experimentale înainte ca acestea să reușească, în sfârșit, să cultive diamante folosind un sistem de vid „construit acasă” cu perete rece.

Ruoff adaugă: „Noi ne conduceam studii parametrice într-o cameră mare (numită RSR-A cu un volum interior de 100 de litri) și căutarea noastră pentru parametrii care ar conduce la creșterea diamantului a fost încetinită din cauza timpului necesar pentru pomparea aerului (aproximativ 3 minute), purjare cu inert. gaz (90 minute), urmat de pompare din nou la nivelul vidului (3 minute), astfel încât camera să poată fi apoi umplută cu o presiune de 1 atmosferă de amestec de hidrogen/metan destul de pur (din nou 90 de minute); adică cu peste 3 ore înainte ca experimentul să poată fi început!

„L-am rugat pe Dr. Won Kyung Seong să proiecteze și să construiască o cameră mult mai mică pentru a reduce foarte mult timpul necesar pentru a începe (și a termina) experimentul cu metalul lichid expus la amestecul de metan și hidrogen.”

Seong adaugă: „Noul nostru sistem construit în casă (numit RSR-S, cu un volum interior de doar 9 litri) poate fi pompat, purjat, pompat și umplut cu amestec metan/hidrogen, într-un timp total de 15 minute. Studiile parametrice au fost foarte accelerate, iar acest lucru ne-a ajutat să descoperim parametrii pentru care diamantul crește în metalul lichid!"

The. Echipa a descoperit că diamantul crește în subsuprafața unui aliaj de metal lichid constând dintr-un amestec de 77,75/11,00/11,00/0,25 (procente atomice) de galiu/nichel/fier/siliciu atunci când este expus la metan și hidrogen la o presiune de 1 atm la ~ 1.025°C.

Yan Gong, student absolvent al UNIST și primul autor, explică: „Într-o zi cu sistemul RSR-S când am rulat experimentul și apoi am răcit creuzetul de grafit pentru a solidifica metalul lichid și am îndepărtat solidificatul. piesă de metal lichid, am observat un „model curcubeu” răspândit pe câțiva milimetri pe suprafața inferioară a acestei piese. Am aflat că culorile curcubeului se datorau diamantelor. Acest lucru ne-a permis să identificăm parametrii care au favorizat creșterea reproductibilă a diamantului. „

Formarea inițială are loc fără a fi nevoie de diamant sau alte particule de semințe utilizate în mod obișnuit în metodele convenționale de sinteză HPHT și depuneri chimice de vapori. Odată formate, particulele de diamant se îmbină pentru a forma o peliculă, care poate fi detașată cu ușurință și transferată pe alte substraturi, pentru studii ulterioare și aplicații potențiale.

Măsurătorile bidimensionale de difracție de raze X cu sincrotron au confirmat că filmul de diamant sintetizat are o puritate foarte mare a fazei de diamant. Un alt aspect intrigant este prezența centrelor de culoare vacante de siliciu în structura diamantului, deoarece a fost găsită o linie intensă de fonon zero la 738,5 nm în spectrul de fotoluminiscență excitată prin utilizarea unui laser de 532 nm.

Co- autorul Dr. Meihui Wang spune: „Acest diamant sintetizat cu centre de culoare libere de siliciu poate găsi aplicații în detectarea magnetică și în calculul cuantic.”

Echipa de cercetare a cercetat în profunzime posibilele mecanisme prin care diamantele se nucleează și se dezvoltă sub aceste noi condiții. Imaginile cu microscopul electronic cu transmisie de înaltă rezoluție (TEM) pe secțiuni transversale ale probelor au arătat o regiune amorfă subterană de aproximativ 30-40 nm grosime în metalul lichid solidificat care a fost direct în contact cu diamantele.

Co- autorul Dr. Myeonggi Choe spune: „Aproximativ 27% dintre atomii care erau prezenți la suprafața superioară a acestei regiuni amorfe erau atomi de carbon, concentrația de carbon scăzând cu adâncimea.”

Ruoff adaugă: „Prezența o concentrație atât de mare de carbon „dizolvată” într-un aliaj bogat în galiu ar putea fi neașteptată, deoarece carbonul nu este solubil în galiu. Acest lucru poate explica de ce această regiune este amorfă, în timp ce toate celelalte regiuni ale metalului lichid solidificat sunt cristalină. Această regiune de sub suprafață este locul unde diamantele noastre se nucleează și cresc și astfel ne-am concentrat asupra ei.”

Cercetătorii au expus metalul lichid Ga-Fe-Ni-Si la metan/hidrogen pentru perioade scurte de timp. timpul să încercăm să înțelegem stadiul timpuriu de creștere — cu mult înainte de formarea unui film continuu de diamant. Ei au analizat apoi concentrațiile de carbon din regiunile subterane folosind profilul de adâncime prin spectrometrie de masă cu ioni secundari în timpul zborului.

După o rulare de 10 minute, nu au fost evidente particule de diamant, dar au existat ~65% at% atomi de carbon prezenți în regiunea în care diamantul crește de obicei. Particulele de diamant au început să fie găsite după o rulare de 15 minute și a existat o concentrație mai scăzută a atomului de C sub suprafață de ~27 at%.

Ruoff spune: „Concentrația atomilor de carbon de sub suprafață este atât de mare în jur. 10 minute în care această expunere de timp este aproape sau la suprasaturare, ceea ce duce la nuclearea diamantelor fie la 10 minute, fie cândva între 10 și 15 minute 10 minute și 15 minute."

Temperatura în 27 de locații diferite din metalul lichid a fost măsurată cu un atașament la camera de creștere având o serie de nouă termocupluri care a fost proiectat și construit de Seong. S-a constatat că regiunea centrală a metalului lichid se află la o temperatură mai scăzută în comparație cu colțurile și părțile laterale ale camerei. Se crede că acest gradient de temperatură este cel care conduce difuzia carbonului spre regiunea centrală, facilitând creșterea diamantelor.

Echipa a descoperit, de asemenea, că siliciul joacă un rol esențial în această nouă creștere a diamantului. Dimensiunea diamantelor crescute devine mai mică și densitatea lor mai mare pe măsură ce concentrația de siliciu din aliaj crește de la valoarea optimă. Diamantele nu ar putea fi cultivate deloc fără adăugarea de siliciu, ceea ce sugerează că siliciul poate fi implicat în nuclearea inițială a diamantului.

Acest lucru a fost susținut de diferitele calcule teoretice efectuate pentru a descoperi factorii care pot fi responsabil pentru creșterea diamantelor în acest nou mediu de metal lichid. Cercetătorii au descoperit că siliciul promovează formarea și stabilizarea anumitor clustere de carbon prin formarea predominant de legături sp3 precum carbonul. Se crede că grupurile mici de carbon care conțin atomi de Si ar putea servi drept „pre-nuclee”, care pot crește apoi și mai mult pentru a nuclea un diamant. Se prevede că intervalul probabil de mărime pentru un nucleu inițial este de aproximativ 20 până la 50 de atomi de C.

Ruoff spune: „Descoperirea noastră a nucleării și creșterii diamantului în acest metal lichid este fascinantă și oferă multe oportunități interesante. Pentru mai multe științe de bază, acum explorăm „când” nuclearea și, astfel, creșterea rapidă ulterioară a diamantului, se întâmplă. declanșează nuclearea – sunt câteva studii care ni se par promițătoare.”

Echipa a descoperit că metoda lor de creștere oferă o flexibilitate semnificativă în compoziția metalelor lichide. Cercetătorul Dr. Da Luo spune: „Creșterea noastră optimizată a fost realizată folosind aliajul lichid galiu/nichel/fier/siliciu. Cu toate acestea, am descoperit că diamantul de înaltă calitate poate fi cultivat prin înlocuirea nichelului cu cobalt sau prin înlocuirea galiului cu un galiu. - amestec de indiu."

Ruoff conchide: "Diamantul poate fi cultivat într-o mare varietate de aliaje metalice lichide cu punct de topire relativ scăzut, cum ar fi care conțin unul sau mai multe dintre indiu, staniu, plumb, bismut, galiu și potențial antimoniu și teluriu - și incluzând în aliajul topit și alte elemente precum mangan, fier, nichel, cobalt și așa mai departe ca catalizatori și altele ca dopanți care produc centre de culoare Și există o gamă largă de precursori de carbon disponibile în afară de metan. diverse gaze, precum și carboni solizi).

„Noile modele și metode pentru introducerea atomilor de carbon și/sau a grupurilor mici de carbon în metale lichide pentru creșterea diamantelor vor fi cu siguranță importante, iar creativitatea și ingeniozitatea tehnică a Comunitatea de cercetare din întreaga lume mi se pare probabil, pe baza descoperirii noastre, să conducă rapid la alte abordări conexe și configurații experimentale. Există numeroase căi interesante de explorat!”


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

_ Banca Angliei menține ratele dobânzii la 5,25%, în ciuda veștilor bune despre inflație... cu speranțe de ușurare pentru plătitorii de credite ipotecare în câteva luni

_ Căldura record putrezește boabele de cacao, amenințănd agricultura din Coasta de Fildeș

_ Tatăl negru este refuzat să cumpere vopsea pentru proiectul de artă al fiului său de patru ani de către personalul Hobbycraft, deoarece au presupus că o va folosi la GRAFFITI

_ Charles Spencer dezvăluie cum sora Diana i-a spus tatălui lor „dacă m-ai iubi, nu m-ai lăsa aici” când a fost trimisă la internat - în timp ce el povestește despre abuzurile suferite în timpul școlii.

_ Energy Ministry officially notifies Bucharest City Hall of ELCEN-Termoenergetica intended merger

Ce este o Lovitură de Stat? A fost împiedecat Călin Georgescu să devină duminică seara pe 6 Decembrie 2024, Președintele României, printr-o lovitură de stat?

_ Modul în care datele privind audiența modelează jurnalismul canadian

_ Nouă scădere a cazurilor de Covid înregistrate în România

_ Vedeți în interiorul Titanicului ca niciodată înainte: un videoclip incredibil dezvăluie o secțiune transversală a navei condamnate în gloria sa anterioară înainte de a se scufunda în 1912 - în timp ce un miliardar se pregătește să o recreeze

_ Ryan Gosling seamănă foarte mult cu Emmanuel Macron, spune fostul ministru francez al Culturii, sugerând că tipul Barbie și Julia Roberts ar trebui să joace rolul președintelui și al soției sale în viitorul film biografic

_ Îmi imaginez fostul... la propriu: Jilted Italian își urmărește fosta soție deghându-se într-un personaj înfricoșător pentru a arunca cărămizi în casa ei

_ Vladimir Cârpaci rupe tăcerea după ce a fost văzut la conferința Dianei Șoșoacă: Nu sunt membru și nu sponsorizez!

_ Avocatul de multă vreme al lui OJ Simpson promite că se va asigura că familiile victimelor crimei, Ron Goldman și Nicole Brown, nu primesc nimic din averea lui după ce acesta a murit datorând peste 100 de milioane de dolari.

_ O carte pe zi: „Şah-mat cu dragoste”, de Ali Hazelwood

_ Prea cald pentru Hollywood! BĂRBAȚII - de la Brad Pitt la Jon Hamm - care au spus că înfățișarea le-a rănit... după ce Eiza Gonzalez a susținut că este „fierbinte” a reținut-o

_ Toney nu este sigur că va părăsi Brentford, spune Frank

_ Sweetie Pies: Opt buduri ușoare, de școală veche din noua carte a Benjaminei Ebuehi

_ O zonă cheie nu este apărată de NATO prin articolul 5. Dacă o putere străină ar ataca, NATO nu ar fi obligată să apere acest stat

_ Motivul pentru care Trump a depus o cauţiune de 91 de milioane

_ Charles Michel avertizează: Dacă vrem pace, Europa trebuie să se pregătească pentru război

_ SEXGATE la Red Bull | A venit verdictul în cazul lui Christian Horner

_ Scoția a obţinut cea de-a 4-a victorie consecutivă contra 'Trandafirilor' în Six Nations. Ultima victorie a Angliei datează din 2020

_ 'Europe needs to wake up to the reality of Russia's threat'

_ Este panda-monium când Coreea de Sud își ia rămas bun de la Fu Bao: mulțimi de fani plângători se adună pentru o ultimă privire la uriașul blând în timp ce ea se întoarce în China

_ Tiger Woods primește câteva sfaturi de la fiul în vârstă de 15 ani, Charlie, la Augusta, în timp ce legenda golfului se pregătește pentru runda a 100-a la Masters, după efortul său dezastruos de 10 în Ziua 3

_ În interiorul luxosului hotel al prințului Harry și al lui Meghan Markle, Palm Beach, în valoare de 8.000 de dolari pe noapte, în timp ce se bucură de weekend la Miami pentru a filma noua emisiune Netflix despre polo a lui Duke

_ Superliga - Rezultatele etapei a 29-a şi clasamentul

_ Noul instrument CRISPR orchestrează apărarea antivirală în interiorul celulelor

_ Secretul bine păstrat! Mihaela Bilic dezvăluie cum poți slăbi mâncând sarmale

_ Bibliotecara închisorii, în vârstă de 46 de ani, presupusă a fi un „prădător cochet” a plâns în acuzație în timp ce a fost scutită de atacuri sexuale asupra a doi deținuți – după ce a recunoscut că a avut o relație cu un al treilea prizonier

_ Premiile SAG 2024: Starul Barbie, Ryan Gosling, arată ca o păpușă Ken elegantă, în costum alb pur și albastru pudra

_ Este iarba cu adevărat mai verde Down Under? Britanicii care au locuit în Australia își dau verdictul asupra țării care iese pe primul loc

_ Chelsea 6-0 Everton - Premier League: știri live, scor și actualizări ale echipei, în timp ce Cole Palmer înscrie PATRU... dar vedetele Blues încă se ceartă între ele!

_ FOTO | Alertă - Cutremurul din Bihor a creat haos: Se ia în calcul prăbușirea unei galerii de mină / Risc de poluare pe Crișul Repede

_ Baia de sânge din casa din Norwich a fost o sinucidere cu o triplă crimă, crede poliția: autopsia dezvăluie că fetele de 8 și 12 ani și mătușa lor, de 36 de ani, au fost toate înjunghiate până la moarte „înainte ca tatăl lor să-și taie singur gâtul”

_ STB: Linia de tramvai 41 va fi suspendată temporar sâmbătă

_ Runda finală a Masters 2024 ÎN DIRECT: Scottie Scheffler, Collin Morikawa, Max Homa și începătorul Ludvig Aberg se luptă într-o luptă în patru pentru Green Jacket... după ziua dezastruoasă a lui Tiger Woods

_ Un tânăr care circula cu aproape 80 km/h pe o trotinetă electrică, mai repede decât maşinile,reţinut de poliţie

_ INS rectifică creşterea economică a României din 2023 de la 2% la 2,1%

_ Fostul șef MI6 admite că Europa se află într-un „război real” cu Rusia și avertizează că „lucrurile ar putea merge prost foarte repede” – la câteva zile după ce fostul general ucrainean a insistat că „Al treilea război mondial a început”

_ Emmanuel Macron, avertisment terifiant: Rusia ar putea ataca România

_ Kremlinul monitorizează situația în privința lui Valery Zalujni

_ Criza bancară din SUA se profilează pe măsură ce fluxurile de depozite s-au accelerat săptămâna trecută, volumele de împrumuturi stagnează

_ Grand National RECUP: 7-1 favorit comun I Am Maximus furtunile spre victorie pentru Willie Mullins

_ Creierul lui OJ Simpson nu va fi donat pentru cercetarea CTE, spune purtătorul de cuvânt al familiei - ucigașul urmează să fie incinerat în Las Vegas marți

_ Amenzi aplicate de DSP Sibiu, în urma controalelor făcute după moartea unei paciente

_ Marea Britanie renunță la Tratatul care permite companiilor petroliere să dea în judecată guvernele pentru politica climatică

_ Trei dintre foștii parteneri de dans Strictly ai lui Giovanni Pernice susțin că acesta este „de neatins”, în timp ce BBC își susține în spatele lui: „Este o lovitură în dinți”

_ Moment îngrozitor, mașina lovește pietonii evrei ultra-ortodocși într-un „atac terorist”, lăsând trei răniți înainte ca suspecții să fugă la Ierusalim

_ 2020 Biden despre Trump: �Pe măsură ce zidurile se apropie de acest om, sunt �ngrijorat că ne va duce la război �n Iran� (VIDEO)

_ Megaorașele Africii amenințate de căldură, inundații, boli – acțiuni necesare pentru a începe ecologizarea, adaptarea la schimbările climatice

_ Fost primar, arestat pentru viol într-o comună din Botoșani. Se pregătea să candideze la locale

_ Esteticiană, în vârstă de 39 de ani, a căzut la 170 de metri după ce a murit din vârful unei stânci, după ce a cățărat o barieră pentru a-și face un selfie în timpul vacanței în Georgia

_ Beattie: Pretext pentru o resurecție federală

_ Sezonul ploios din California este aici. Ce înseamnă pentru alimentarea cu apă?

_ YOLO Cheltuielile, inflația și înțelepciunea/nebunia mulțimilor

_ Cel puţin patru morţi în urma incendiului izbucnit într-un bloc cu 14 etaje din Valencia

_ Abuzuri în lanțul de aprovizionare: Legislația emblematică a UE privind moda rapidă atârnă în balanță

_ CEO ADNOC: Creșterea cererii globale de energie este nesustenabilă


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7
Pag.8 Pag.9 Pag.10 Pag.11 Pag.12 Pag.13 Pag.14 Pag.15
Pag.16 Pag.17 Pag.18 Pag.19 Pag.20 Pag.21 Pag.22 Pag.23
Pag.24 Pag.25 Pag.26 Pag.27 Pag.28 Pag.29 Pag.30 Pag.31
Pag.32 Pag.33 Pag.34 Pag.35 Pag.36 Pag.37 Pag.38 Pag.39
Pag.40 Pag.41 Pag.42 Pag.43 Pag.44 Pag.45 Pag.46 Pag.47
Pag.48 Pag.49

Nr. de articole la aceasta sectiune: 2912, afisate in 49 pagini.