Wetenschappers synthetiseren met succes zwartgouden diamanten van hoge-kwaliteit

Diamant is niet alleen een kristalheldere witte vorm. De diversiteit van de kleur komt voort uit de verschillen in sporenelementen of insluitsels in de kristalstructuur. Vandaag gaan we Carbonado noemen, algemeen bekend als "zwarte diamant". Het heeft niet alleen een diepe en nobele kleur, maar het mysterie van zijn vorming strekt zich uit over twee belangrijke gebieden: aardwetenschappen en astrofysica. Onlangs heeft een zware prestatie van Chinese wetenschappers de oplossing van dit mysterie aan het licht gebracht.

 

In tegenstelling tot gewone transparante diamanten met één kristal, is zwarte diamant een polykristallijn diamantpolymeer. Het bestaat uit talloze kleine diamantkorrels die erin zijn "ingebed", meestal omhuld met grafiet, amorfe koolstof of andere minerale onzuiverheden. Het zijn juist deze complexe interne structuren die het een uniek uiterlijk geven dat donker en ondoorzichtig is, maar toch een sterke metaalachtige glans heeft en het tegelijkertijd een extreem hoge hardheid en taaiheid geeft. Natuurlijke zwarte diamant is uiterst zeldzaam. Momenteel wordt natuurlijke zwarte diamant alleen gevonden in alluviale afzettingen in Brazilië en de Centraal-Afrikaanse Republiek, en de oorsprong ervan is nog steeds een wetenschappelijk mysterie. Wetenschappers hebben verschillende hypothesen voorgesteld, waaronder de vorming van hoge druk in de diepe aarde, de impact van kosmische meteorieten of de overblijfselen van oude asteroïde-inslagen op aarde. Vanwege zijn extreme zeldzaamheid heeft natuurlijke zwarte gouddiamant een aanzienlijke waarde op het gebied van edelstenen en verzamelobjecten.

 

 

De oorsprong van zwarte diamant is lange tijd een actueel onderwerp van discussie geweest-in de wetenschappelijke gemeenschap. De mainstream-hypothese suggereert dat het gevormd kan zijn in omgevingen met extreem hoge-druk en hoge- temperaturen, diep in de aardmantel; Een andere hypothese is dat deze mogelijk afkomstig is van de momentane ultra-hoge druk en hoge temperatuur die werd gegenereerd door asteroïden die in de oudheid op de aarde botsten; Er zijn zelfs hypothesen die erop wijzen dat het uit de koolstofrijke interstellaire ruimte afkomstig zou kunnen zijn en met meteorieten naar de aarde is afgedaald. Dit onopgeloste mysterie heeft een kosmische sluier van mysterie over deze zwarte diamant geworpen.

 

De overgrote meerderheid van de momenteel beschikbare ‘zwarte diamanten’ zijn kleurloze diamanten die kunstmatig zijn bestraald. Deze behandeling verandert alleen de kleur van het oppervlak van de diamant, en de binnenkant ervan blijft een enkele kristalstructuur, die fundamenteel verschilt van de polykristallijne polymeerstructuur en fysieke eigenschappen van natuurlijke zwarte diamant. Er kan worden gezegd dat het laboratorium dit type natuurlijk gestructureerde zwarte diamant daarvoor niet echt had gerepliceerd.

 

Onlangs is deze leemte opgevuld door een team van Chinese wetenschappers. Professor Zhao Zhisheng en anderen van het academiciteam van het State Key Laboratory of Metatable Materials Preparation Technology and Science van de Yanshan University hebben, gebaseerd op het nieuwe principe van solide solide transformatie, met succes de kunstmatige synthese van zwarte diamant van hoge- kwaliteit bereikt. De zwarte diamant die ze hebben gesynthetiseerd heeft een uniforme en diepe kleur, een dichte textuur en uitstekende prestaties: de hardheid kan worden geregeld binnen een breed bereik van 40-150 GPa, en het monster met de hoogste hardheid kan gemakkelijk natuurlijke diamanten snijden; De taaiheid is 2 tot 4 keer die van gewone diamanten. Natuurlijke zwarte diamant heeft daarentegen vaak gebreken zoals een ongelijkmatige samenstelling en poriën binnenin.

 

Dit baanbrekende onderzoek levert belangrijk experimenteel bewijsmateriaal en een nieuw perspectief voor het verifiëren van verschillende hypothesen over de oorsprong van zwarte diamant in de wetenschap. Technologisch gezien zal dit superharde materiaal, dat op synergetische wijze de hardheid en taaiheid kan reguleren, technologische inspiratie op de lange- termijn opleveren en zal het naar verwachting worden gebruikt voor de vervaardiging van hoogwaardige- snijgereedschappen, ultraprecieze bewerkingsinstrumenten, diep- boorkronen in de zee en beschermende pantsers van het hoogste- niveau met ultra- hoge slijtvastheid. Uiteraard kan het de juwelenmarkt ook voorzien van betrouwbare bronnen en een uniforme kwaliteit van echte 'zwarte diamanten'.