20 metų svajonė išsipildė: mokslininkai padarė proveržį dirbtinių deimantų kūrimo srityje

Mokslininkai tyrimo metu atrado, kad tam tikru būdu paruošus mėginius prieš juos veikiant elektronų pluoštu, šis procesas ne tik skatina deimantų susidarymą, bet ir apsaugo organines medžiagas nuo pažeidimų, kuriuos paprastai sukelia tokie pluoštai. Šis proveržis gali atverti kelią į tobulesnius vaizdavimo ir analizės metodus.

Pažymima, kad paprastai deimantų gamybos metodai pagrįsti anglies šaltinių transformavimu ekstremaliomis fizinėmis sąlygomis. Tai yra dešimčių gigapaskalių slėgis ir tūkstančių kelvinų temperatūra.

Kitas metodas apima cheminį nusodinimą iš garų fazės. Šis metodas lemia tai, kad deimantas tampa faktiškai nestabilus.

Profesorius Eiichi Nakamura ir jo kolegos iš Tokijo universiteto Chemijos fakulteto pritaikė žemo slėgio strategiją, kuri naudoja kruopščiai kontroliuojamą elektronų spinduliavimą, taikytą anglies molekulės, žinomos kaip adamantanas (C10H16), ląstelei.

Leidinyje paaiškinta, kad adamanatas yra ypač perspektyvus, nes jis turi struktūrinį panašumą su deimantu. Jie turi tetraedrinę simetrišką anglies struktūrą su atomais, išdėstytais vienodoje erdvės konfigūracijoje.

Leidinyje pabrėžta, kad sėkmė priklauso nuo tikslaus adamanato C–H ryšių pašalinimo. Tai leidžia susidaryti naujoms C–C jungtims, o atskiri statybiniai blokai susirenka į trimatę deimanto gardelę.

Mokslininkai stebėjo kieto adamanano jonizaciją veikiant elektronams su atominiu skiriamuoju gebėjimu, naudodami analitinę ir vizualizavimo techniką, vadinamą skvarbiąja elektronine mikroskopija. 

Šio proceso metu submikrokristalai yra apšvitinami 80–200 kiloelektronvoltų energija 100–296 kelvinų temperatūroje vakuume per keliasdešimt sekundžių.

Dėl šio proceso, ilgai apšvitinant, mokslininkams pavyko sukurti be defektų nanodeimantus su kubine kristaline struktūra, kuriuos lydėjo vandenilio išsiskyrimas, kurių skersmuo siekė iki 10 nanometrų. Tyrėjai taip pat išbandė kitus angliavandenilius, kurie nesugebėjo suformuoti nanodeimantų.

Leidinyje apibendrinta, kad naujasis mokslininkų tyrimas atveria naują paradigmą chemijos supratimui ir kontrolei elektroninės litografijos, paviršių inžinerijos ir elektroninės mikroskopijos srityse. Nanoalmatų transformacijos analizė patvirtina seniai vyraujančią nuomonę, kad deimantų susidarymas nežemiškose meteorituose ir urano turinčiose anglies nuosėdinėse uolienose gali būti sukeltas didelės energijos dalelių spinduliavimo.

Kur galima ieškoti deimantų ir juos pasiimti

Anksčiau „Daily Galaxy“ pasakojo apie valstybinį parką „Deimantų krateris“  JAV Arkanzaso valstijoje. Tai vienintelė vieta Žemėje, kur galima ieškoti deimantų ir juos pasiimti.

Remiantis Arkanzaso geologijos tarnybos duomenimis, nuo atsitiktinio šio vietos atradimo 1906 m. čia buvo rasta daugiau nei 75 000 deimantų. Dabar tai yra beveik 15 hektarų ploto ariama žemė, kuri pritraukia lankytojus iš viso pasaulio.

Pažymima, kad vidutiniškai kiekvieną dieną „Deimantų krateryje“ randama keletas brangakmenių. Kai kurie iš jų yra pakankamai dideli, kad būtų galima juos apdirbti ir toliau gaminti juvelyrinius dirbinius.