Diamanty, nesmierne tvrdé a vzácne materiály, ktoré vznikajú miliardy rokov hlboko pod povrchom Zeme pri obrovskom tlaku a vysokej teplote. Skupine austrálskych vedcov sa však podarilo vytvoriť dva odlišné druhy diamantov iba za pár minút, a to navyše pri izbovej teplote, o téme informoval portál ScienceAlert.

Poznáme viac druhov diamantov

Atómy uhlíka sa môžu spájať rôznymi spôsobmi a vytvárať rôzne materiály, od mäkkého čierneho grafitu až po tvrdý a priehľadný diamant. Práve diamant, respektíve jeho výroba sa stala predmetov štúdie publikovanej v žurnále Small.

„Klasický“ diamant je kubická kryštalická forma uhlíka, výnimočná svojimi fyzikálnymi vlastnosťami, ako je tvrdosť a vysoká disperzia svetla. Okrem toho poznáme aj lonsdaleit, čo je odlišná forma diamantu kryštalizujúca v hexagonálnej sústave.

Práve o lonsdaleit je v súčasností veľký záujem, pretože sa predpokladá, že môže byť  oproti „klasickému“ diamantu až o 58 percent tvrdší. Jeho výskyt bol zaznamenaný na mieste dopadu meteoritov ako napr. Diablov kaňon (Canyon Diablo) v Arizone. S výnimkou meteorického pôvodu sa môže vyskytovať aj v kimberlitických horninách, alebo umelo, v laboratórnych podmienkach zahrievaním a stláčaním grafitu pomocou vysokotlakového lisu.

Diamanty vytvorené pri izbovej teplote iba pomocou tlaku

Najnovší výskum však dokazuje, že „klasický“ diamant aj lonsdaleit sa dajú vyrobiť  v laboratóriách podmienkach pri izbovej teplote iba pomocou vysoké tlaku – doteraz umelá výroba zahrňovala aj vysoké teploty.

Vedcom sa podarilo vytvoriť oba druhy diamantov v zariadení nazývanom DAC (diamond anvil cell), v zariadení, v ktorom bol uhlík (veľmi malá časť podobná grafitu) vystavený extrémne vysokému tlaku medzi dvomi diamantovými nadstavcami, informoval portál InterestingEngineering.

Zariadenie DAC zohralo svoju úlohu aj v novej teórii o vode na Zemi, podľa ktorej voda nachádzajú sa na povrchu našej planéty pochádza z medzihviezdnej organickej hmoty.

Zásadným rozdielom bolo, že oproti iným výskum bol uhlík vystavený okrem vysokého tlaku aj extrémnym „posuvným silám“. Tie sa prejavujú tak, že tlačia na časť prierezu jedným smerom a na druhú časť opačným smerom – šmykové pôsobenie.

Práve toto pôsobenie síl malo umožniť atómom uhlíka „dostať sa na svoje miesto“ a vytvoriť „klasický“ diamant a lonsdaleit – to bolo pozorované a potvrdené prostredníctvom pokročilej elektrónovej mikroskope.

Vytvorené diamanty pod elektrónovým mikroskopom. RMIT University

Samotné diamanty vznikli vo veľmi tenkých pásoch (asi 200-krát tenších ako je ľudský vlas) pripomínajúcich rieku a boli obklopené „morom“ lonsdaleitu. Najnižší tlak, pri ktorom vedci pozorovali vytváranie diamantov pri izbovej teplote, bolo 80 GPa, čo je ekvivalent 640 afrických slonov balansujúcich na špičke jednej baletnej topánky.

Tím vedcov teraz dúfa, že vytvorí väčšie množstvo týchto umelých diamantov a najmä lonsdaleitu, nakoľko práve ten má obrovský potenciál v priemysle, kde by sa mohol využiť na rezanie ultra pevných materiálov.