Естествените диаманти се образуват за милиарди години при екстремни налягания и температури дълбоко под земята. Синтетичните форми могат да се произвеждат много по-бързо, но обикновено все още изискват интензивно мачкане в продължение на няколко седмици.

Нов метод, базиран на смес от течни метали, може да създаде изкуствен диамант за броени минути, без да е необходим гигантски натиск.

Въпреки че все още са необходими високи температури от порядъка на 1025 °C, непрекъснат диамантен филм се образува за 150 минути, и то при 1 атм (или стандартна атмосферна единица). Това е еквивалентът на налягането, което усещаме на морското равнище, и десетки хиляди пъти по-малко от обичайно необходимото налягане.

Екипът, който стои зад иновативния подход, ръководен от изследователи от Института за фундаментална наука в Южна Корея, е уверен, че процесът може да бъде ускорен, за да се постигне значителна промяна в производството на синтетични диаманти.

Разтварянето на въглерод в течен метал за производството на диаманти не е нещо съвсем ново. Преди половин век например General Electric разработи процес, при който се използва разтопен железен сулфид.

Но тези процеси все още изискват налягане от 5 - 6 гигапаскала и диамантено "семе", към което въглеродът да се прикрепи.

"Открихме метод за отглеждане на диаманти при налягане от 1 атм и при умерена температура, като използваме течна метална сплав", пишат изследователите в публикувания си документ.

Намаляването на налягането е постигнато с помощта на внимателно смесени течни метали: галий, желязо, никел и силиций. Специално изработена вакуумна система е била изградена в графитен корпус, за да се нагрее много бързо и след това да се охлади металът, докато е бил изложен на комбинация от метан и водород.

При тези условия въглеродните атоми от метана се разпространяват в разтопения метал, като се явяват семена за диамантите. Само след 15 минути малки фрагменти от диамантени кристали се изтласкват от течния метал точно под повърхността, а при два часа и половина излагане се получава непрекъснат диамантен филм.

Въпреки че концентрацията на въглерода, образуващ кристалите, е намаляла на дълбочина от само няколкостотин нанометра, изследователите очакват, че процесът може да бъде подобрен с няколко корекции.

"Предполагаме, че преки модификации биха могли да позволят отглеждането на диамант върху много голяма площ чрез използване на по-голяма повърхност или интерфейс, чрез конфигуриране на нагревателни елементи за постигане на много по-голяма потенциална област на растеж и чрез разпределяне на въглерода в областта на растеж на диаманта по някои нови начини", пишат изследователите.

Тези модификации ще отнемат време, а изследванията на този процес са все още в много ранен етап, но авторите на новото изследване смятат, че той има голям потенциал - и че могат да се включат други течни метали, за да се получат подобни или дори по-добри резултати.

Процесът, който понастоящем се използва за създаване на повечето синтетични диаманти - използвани за най-различни промишлени процеси, електроника и дори квантови компютри, - отнема няколко дни и се нуждае от много по-голямо налягане. Ако тази нова техника разгърне потенциала си, създаването на диаманти ще стане много по-бързо и много по-лесно.

Снимка: Unsplash

Виж още: Този гигантски динозавър, наречен Разрушителя, е един от най-големите, бродили по земята