Tháng 02, 2018
Chủ nhật
Thứ Bảy, ngày 05/12/2015 14:00 PM (GMT+7)

Kim cương giá rẻ sắp ra đời?

Các nhà khoa học đã phát hiện ra một pha mới của carbon rắn có thể tạo ra kim cương trong nhiệt độ phòng. Trong tương lai, kim cương có thể được tạo ra với giá rẻ và ứng dụng nhiều trong ngành công nghiệp công nghệ cao.

Các nhà khoa học đến từ Đại học bang North Carolina đã phát hiện ra một hình thức mới của carbon rắn, gọi là Q-carbon. Dạng carbon mới này có những đặc tính cực kỳ đặc biệt: Q-carbon là sắt từ ( nhóm các chất có từ tính mạnh, hay khả năng hưởng ứng mạnh dưới tác dụng của từ trường ngoài), cứng hơn kim cương và phát quang khi tiếp xúc với năng lượng. Những đặc tính này làm cho nó hoàn toàn khác biệt với than chì và kim cương (hai dạng khác của carbon rắn, hay còn được gọi là các pha của carbon).

Kim cương giá rẻ sắp ra đời? - 1

Q-carbon có thể giúp tạo ra kim cương ở nhiệt độ phòng. Nguồn: Shebeko / Shutterstock

Bên cạnh đó, các nhà khoa học cũng phát hiện ra rằng, Q-carbon có thể được sử dụng để tạo kim cương ngay cả ở nhiệt độ và điều kiện thông thường.

Theo các nhà khoa học, để tạo ra Q-carbon cần có hai điều kiện: một nguồn carbon và một chất nền. Nguồn carbon ở đây được gọi là carbon vô định hình (các nguyên tử carbon trong trạng thái vô tổ chức, phân bố không đều), trong khi đó, chất nền trong tường hợp này có thể là sapphire, thủy tinh hoặc nhựa.

Các chất nền được phủ một lớp carbon vô định hình, sau đó được bắn một xung laser với thời gian khoảng 200 nano giây. Lúc này, nhiệt độ của carbon sẽ đạt khoảng gần 4.000oK (3726oC). Lượng carbon này sau đó sẽ bị lạnh lại cực nhanh, và kết tinh thành Q-carbon.

 "Giờ đây, chúng tôi đã tạo ra được một pha thứ ba của carbon rắn. Nơi duy nhất nó có thể được tìm thấy trong thế giới tự nhiên là trong lõi của một số hành tinh", Jay Narayan, người dẫn đầu nhóm nghiên cứu nói.

Kim cương giá rẻ sắp ra đời? - 2

Hình ảnh hiển vi điện tử của tinh thể kim cương được thực hiện với kỹ thuật mới. NCSU

Cho đến nay, các nhà khoa học đã có thể tạo ra được một tấm phim Q-carbon dày khoảng 20 đến 500 nano mét. Bằng cách thay đổi các chất nền hay thời gian bắn xung laser, các nhà nghiên cứu có thể tạo ra cấu trúc nano kim cương từ loại vật liệu mới này.

"Chúng ta có thể tạo ra nhiều cấu trúc kim cương, và tất cả điều đó được thực hiện ở nhiệt độ và môi trường bình thường. Về cơ bản, chúng tôi sử dụng một tia laser giống như sử dụng cho phẫu thuật mắt bằng laser. Vì vậy, điều này không chỉ cho phép chúng ta phát triển các ứng dụng mới, mà phương pháp này cũng tương đối rẻ tiền", Narayan cho biết.

Nếu thực sự tiết kiệm được chi phí, phương pháp này sẽ được áp dụng trên quy mô sản xuất lớn. Tính bất thường của Q-carbon có thể khiến nó trở thành một vật liệu phi thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp công nghệ cao. Ngoài độ cứng và bền của Q-carbon, phản ứng của vật liệu xung từ trường và ánh sáng là rất hứa hẹn cho sự phát triển của công nghệ màn hình điện tử mới.

Nghiên cứu này được công bố trên tạp chí Vật lý ứng dụng, trong khi một viên kim cương tinh thể nano đã được công bố vào tháng 10 bởi tạp chí khoa học APL Materials.

Nguyệt Phong (IFLScience)

Tin đọc nhiều

Cách khôi phục lại các ứng dụng đã xóa trên Android Chỉ với vài thao tác đơn giản, bạn hoàn toàn có thể phục hồi...
Space X phóng thành công vệ tinh băng thông rộng Internet lên quỹ đạo Ngày 22/2, Tập đoàn công nghệ thám hiểm không gian SpaceX...
Sao lưu và phục hồi tin nhắn đã xóa trên Zalo Chỉ với vài thao tác đơn giản, bạn có thể phục hồi lại toàn...
Những điều được tiên đoán từ một thế kỷ trước, liệu có đúng vào năm 2018 này? Vào đầu thế kỷ 20, khi quá trình công nghiệp hóa đang tác...