Геологи из Стэнфордского университета сделали алмаз из нефти, сообщает Science Advances
Новое исследование Стэнфордского университета и Национальной ускорительной лаборатории SLAC показывает, как при тщательном настройке физических параметров можно получить алмазы из молекул водорода и углерода, выявленных в сырой нефти и природном газе.
Ученые синтезировали алмазы из других материалов в течение 60 лет, но для преобразования обычно требуется избыточное количество энергии, времени или добавления катализатора, часто металла, который имеет тенденцию снижать качество конечного продукта.
"Мы хотели создать такую чистую систему, в которой только одно вещество превращается в чистый алмаз без использования каких-либо катализатора", - рассказывает автор исследования Сульджие Парк.
Подобное преобразование можно применять не только для изготовления ювелирных изделий. Физические свойства алмаза - чрезвычайная твердость, оптическая прозрачность, химическая стабильность, высокая теплопроводность - делают его ценным материалом для медицины, промышленности, технологий квантовых вычислений и биологического зондирования.
Природные алмазы кристаллизуются из углерода на глубине в сотни километров от поверхности Земли, где температура достигает нескольких тысяч градусов. Большинство природных алмазов, обнаруженных к настоящему времени, взметнулось вверх в результате извержений вулканов миллионы лет назад, забрав с собой древние минералы из глубин Земли.
Чтобы синтезировать алмазы, исследовательская группа начала с трех типов порошка, извлеченных из поверхности танкеров, перевозящих нефть.
"Для эксперимента необходимо небольшое количество порошка, - сказал Мао. - Мы использовали иглу, чтобы немного подцепить порошок под микроскопом для наших экспериментов".
На первый взгляд слегка липкие порошки без запаха напоминают каменную соль. Но с помощью микроскопа можно различить атомы, расположенные по той же пространственной схеме, что и атомы, из которых состоит кристалл алмаза. По сути, это все равно, что разрезать сложную алмазную решетку на более мелкие блоки, состоящие из одной, двух или трех клеток
В отличие от алмаза, который представляет собой чистый углерод, порошки, известный как диамондоиды, также содержат водород.
Для своего эксперимента исследователи загрузили диамондоиды в барокамеру размером со сливу, называемую центром с алмазным наковальней, которая вдавливает порошок между двумя полированными алмазами. С помощью простого ручного поворота винта устройство может создать давление, существующее в центре Земли.
Затем ученые образцы нагревали с помощью лазера, исследовали результаты с помощью набора тестов и запускали компьютерные модели, чтобы объяснить, как происходит преобразование. Они обнаружили, что трехкомпонентный диамондоид, называемый триамантаном, может реорганизоваться в алмаз с удивительно малой энергией.
Как сообщал MIGnews.com.uа ранее, уникальный алмаз, внутри которого находится и двигается еще один алмаз, найден в Якутии на Нюрбинском ГОКе.
*