Kiinalaistutkijat valmistivat timanttia kitkan avulla

Kiinan tiedeakatemian tutkimusryhmä Lanzhoun kemian ja fysiikan instituutista on onnistunut valmistamaan timanttia kitkaliikkeen olosuhteissa, mikä haastaa aiemman tieteellisen käsityksen.

Alan vakiintunut näkemys on ollut, että kitka ja mekaaninen liike muuttavat hiiliaineita tyypillisesti grafiitiksi. Timantin synteesin on katsottu vaativan staattisia ääriolosuhteita, kuten korkeaa painetta ja lämpötilaa, joita dynaaminen, kitkan synnyttämä ympäristö ei voi tarjota.

Tutkijat kehittivät kaksikerroksisen "voileipärakenteen" strategian. He käyttivät kaksiulotteisia materiaaleja vangitsemaan ja pakkaamaan kitkan synnyttämiä hiilimurskeita materiaalien kerrosten väliin. Tämä rakenne rajoitti tehokkaasti lämmön haihtumista ja esti atomien liikkumista, luoden paikallisesti erittäin korkean paineen ja matalan atomiliikkuvuuden olosuhteet, jotka edistävät timantin muodostumista.

Kokeissa, joissa käytettiin 1,08 GPa:n painetta, hiilimateriaalista muuttui timantiksi noin 11,2 prosenttia. Kun paine nostettiin 1,40 GPa:iin, muuntumisaste nousi 38,5 prosenttiin. Tutkimus avaa uusia mahdollisuuksia timanttiin perustuvien materiaalien valmistamiseen energiatehokkaammin ja tarjoaa uusia tavoitteita superkovien ja kulutusta kestävien pinnoitteiden kehittämiseen.

Tutkimus julkaistiin 25. kesäkuuta Advanced Materials -tiedelehdessä.