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比钻石硬60倍!澳科学家在人工条件下制出蓝丝黛尔石

http://www.momo35.com   来源:环球网  日期:2016/12/30

        澳大利亚科学家近期取得了一项突破性的进展——在人工条件下制造出了蓝丝黛尔石。不过,目前人造蓝丝黛尔石只能用于工业用途,还不能用于装饰领域。
  

  
  天然蓝丝黛尔石来自外星球,近期,人工的蓝丝黛尔石也被制造出来,成为了世界上最坚硬的晶体。
  
  澳大利亚科学家在特殊材料领域实现了重大突破,成功在人工条件下制造出了蓝丝黛尔石。
  
  外媒报道介绍称,要制造蓝丝黛尔石,研究人员只需个一块玻璃炭钻石放置于钻石生成砧当中,然后施加112 GPA的压力并用400摄氏度的高温炙烤2个小时即可。
  
  遗憾的是,目前人造蓝丝黛尔石体积偏小,无法用于首饰之上,但这种超硬材料可以在工业制造方面发挥重大作用,因为它能够切割任何东西。
  
  天然的蓝丝黛尔石于1967年在陨石碎片当中发现,其最大的特点是拥有神秘的六角菱形结构,这让其分子结构更加稳定,硬度超过地球钻石60倍。
  
  蓝丝黛尔石是如何被发现的?
  
  第一次鉴别出蓝丝黛尔石是1967年在美国亚利桑那州的巴林杰陨石坑(Barringer Meteor Crater),从位在其中的“魔谷陨石”(Canyon Diablo meteorite)中所发现。
  
  蓝丝黛尔石发生在陨石的金刚石上,是一个连结在金刚石上非肉眼可见的显微晶体。除魔谷陨石外,在美国新墨西哥州的“肯纳陨石”(Kennameteorite)、南极洲维多利亚地的艾伦丘陵陨石77283(AllanHills (ALH) 77283)上亦有发现。此外,1908年6月30日一个阿波罗星体(指外来星体,包括彗星及陨石)撞击俄罗斯西伯利亚的通古斯加撞击区也有发现报告。
  

    
  蓝丝黛尔石具有透明棕黄色的外观,屈光度在2.40至2.41之间,比重在3.2至3.3之间,蓝丝黛尔石也可从聚合物——聚碳炔氢(PHC;poly(hydridocarbyne))在氩气的一大气压力下从摄氏110度开始到1000度热分解人工合成。蓝丝黛尔石较低的硬度主要原因系天然形成矿石不纯且不完美所致。但如果以人工合成则比钻石硬58%,而抗压程度也比钻石高了大约58%。
  
  研究称:蓝丝黛尔石并非大灭绝撞击事件的指示器
  
  在1967年,美国亚利桑那州北部巴林杰陨石坑出产了一个具有六边形结构的新钻石——蓝丝黛尔石。在此后的半个世纪里,科学家们一直为此争论不休。部分科学家认为蓝丝黛尔石的产生与陨石和小行星撞击有关。甚至将其作为导致大灭绝事件的撞击事件的指示器。
  
  现在美国亚利桑那州立大学的科学家小组展示了所谓的蓝丝黛尔石其实是普通钻石的一种结构错乱的形式。
  
  “所谓的蓝丝黛尔石其实是我们一直熟悉的钻石立方体形式,只不过它全是缺陷。”皮特·内梅特说道。他表示这可能是因为冲击变质、塑性变形或者非均衡的晶体生长所致。
  
  蓝丝黛尔石包含优于普通钻石的机械特性,这使得它具有潜在的工业重要性。而科学家们的主要兴趣点集中于矿物质,尽管他们从未发现或者成功的合成过纯晶体,那怕是非常小的。这成为了科学界一个长久存在的谜题。
  

  
  美国亚利桑那州立大学的科学家小组为了解答这一谜题,重新调查了魔谷陨石钻石并在实验室环境里模拟了蓝丝黛尔石被发现的环境条件,从而创造出实验室内的合成样本并进行了分析。
  
  利用亚利桑那州立大学固态科学中心的先进电子显微镜,研究小组发现魔谷陨石和实验室内合成的样本里存在新类型的钻石且具有纳米级别的结构复杂性。这产生了蓝丝黛尔石所具有的独特特性。
  
  “大多数晶体都有规则的重复结构,就像墙上堆砌的砖块。”皮特·内梅特说道。然而,这种规律性也可能发生中断,这就被称为缺陷。“缺陷常常混杂在普通的钻石结构里,就像墙上偶尔会有半块砖或者较长的砖块或者砖块略微的彼此错位。”
  
  这项最新研究的结论便是蓝丝黛尔石和普通的立方钻石并无差异,只不过它受到了冲击或者压力从而导致晶体结构里存在缺陷。这一最新发现导致很多基于蓝丝黛尔石是一种单独的钻石形式的假设的科学研究都需要重新检查。这项研究暗示了冲击和静态压缩可能导致产生强烈缺陷的钻石结构。此外,它还表明魔谷陨石的结构复杂性导致它具备很多有趣的机械特性,它很可能是具有异常硬度的产品候选者。
  
  科学家意外造出比天然钻石更坚硬的夜光宝石
  
  据外媒报道,科学家们已经发现了一种新的炭基物质能够形成了钻石一样的晶体,而且在硬度和产量方面都能够超过钻石。这种新型的人造宝石具有磁性,而且能够在黑暗中闪光。
  
  这一结晶是由北卡罗来纳州大学的研究团队发现的,他们把这种新材料称为“Q-carbon”。这种新材料是研究人员在测试一种快速制造人造钻石的新方法时意外发现的。
  
  科学家们在测试过程中向一块古老的碳发射激光束,使其升温并且融化成一种胶状物。这种液态物质快速降温,并且在这一过程中意外形成了另外一种钻石一样的结晶,而且具有奇异的新特性。
  

  
  这项研究的首席作者Jagdish Narayan称:“自然界中唯一可能发现这种Q-carbon结晶的地方很可能在一些星球的核心。”Q-carbon钻石比传统的钻石更加强大和密集,这是由于在快速升温和降温的过程中,原子间的连接更加紧密的缘故。
  
  它们在室温下也具有磁性,这在固体碳物质中是一种非常奇特的特性,它们甚至能够发出微弱的荧光,这种特性或许在电子领域有着多种应用。
  
  用于形成Q-carbon钻石的加热和降温技术比钻石的自然形成过程更加的迅速。天然钻石是碳在地球的强烈压力和高温作用下,在数百公里的地幔深处经历漫长的数十亿年才会形成。
  
  据研究人员称,这种新发现的钻石能够在正常温度和气压下形成,而且整个过程只需要15分钟。Narayan称:“通过这种快速的制造过程,本质上我们能够超越大自然母亲。”
  
  现在通过这一过程制造的钻石非常小,只有人类的头发丝宽。但是研究团队希望在不久的将来,他们不仅能够使用大型激光设备来制造巨大的钻石,而且能够制造大量的微小钻石,用于智能显示器以及其它医药用途等。
  
  但是在这种Q-carbon真正用于现实生活之前,Narayan和他的团队首先要确定这种钻石超强的独特特性。而且在那之前,你也只能在珠宝店选择那种更加昂贵的天然钻石。
 
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