忘记数十亿年：科学家在短短 150 分钟内就培育出钻石

天然钻石需要数十亿年才能形成在极端压力和温度下地下深处.合成形式可以更快地生产，但它们通常仍然需要长达数周的强烈挤压。

一种基于液态金属混合物的新方法可以在几分钟内弹出人造钻石，而无需巨大的挤压。

虽然仍然需要高温，但在 1,025°C 或 1,877°F 范围内，在 150 分钟内在 1 个大气压（或标准大气压单位）下形成连续的金刚石膜。这相当于压力我们感觉在海平面上，并且比通常所需的压力低数万倍。

由韩国基础科学研究所（Institute for Basic Science）的研究人员领导的创新方法背后的团队相信，该工艺可以扩大规模，从而对合成钻石的生产产生重大影响。

将碳溶解成液态金属以制造金刚石并不是什么新鲜事。例如，通用电气在半个世纪前开发了一种使用硫化铁的工艺。

但这些过程仍然需要5–6 千兆帕以及一颗钻石“种子”，供碳粘附。

“我们发现了一种使用液态金属合金在 1 个大气压和中等温度下生长钻石的方法，”写研究人员在他们发表的论文中。

压力的降低是使用精心混合的液态金属混合物实现的：镓、铁、镍和硅。在石墨外壳内构建了一个定制的真空系统，以非常快速地加热然后冷却金属，同时将其暴露在甲烷和氢气的组合中。

这些条件导致甲烷中的碳原子扩散到熔化的金属中，成为钻石的种子。仅仅 15 分钟后，金刚石晶体的小碎片从表面下方的液态金属中挤出，而两个半小时的曝光产生了连续的金刚石薄膜。

尽管形成晶体的碳浓度在几百纳米的深度下降，但研究人员预计可以通过一些调整来改善该过程。

“我们认为，通过使用更大的表面或界面，通过配置加热元件以实现更大的潜在生长区域，以及以一些新的方式将碳分布到钻石生长区域，直接的修改可以在非常大的区域内生长金刚石。”写研究人员。

这些修改将需要时间，对这一过程的研究仍处于非常早期的阶段，但这项新研究的作者认为它有很大的潜力 - 并且可以加入其他液态金属以获得类似甚至更好的结果。

当前用于创建大多数合成钻石– 用于各种工业过程、电子产品，甚至量子计算机– 需要几天时间，需要更大的压力。如果这项新技术发挥其潜力，钻石的制造将变得更快、更容易。

“使用液态金属的一般方法可以加速和促进钻石在各种表面上的生长，并可能促进钻石在小钻石（种子）颗粒上的生长，”写研究人员。

该研究已发表在自然界.

宝宝起名