Kinesiska forskare framställer diamant genom friktion
Forskare vid Kinas vetenskapsakademi har brutit ny mark genom att framställa diamant under friktionsförhållanden. Tidigare ansågs friktion endast omvandla kolmaterial till grafit.
En forskargrupp vid Lanzhou-institutet för kemi och fysik, som tillhör Kinas vetenskapsakademi, har framgångsrikt framställt diamant under friktionsförhållanden. Detta utmanar en etablerad vetenskaplig uppfattning.
Den rådande teorin har länge varit att friktion och mekanisk rörelse typiskt omvandlar kolmaterial till grafit. Syntes av diamant har ansetts kräva statiska extrema förhållanden, såsom högt tryck och temperatur, vilka en dynamisk, friktionsgenererad miljö inte kan uppnå.
Forskarna utvecklade en strategi med en "smörgåsstruktur" i två dimensioner. De använde tvådimensionella material för att fånga och komprimera kolfragment som genererats av friktion mellan materialets lager. Denna struktur begränsade effektivt värmeavledning och hindrade atomernas rörlighet, vilket skapade lokala förhållanden med extremt högt tryck och låg atomrörlighet som främjar diamantbildning.
I experiment vid 1,08 GPa omvandlades cirka 11,2 procent av kolmaterialet till diamant. När trycket ökades till 1,40 GPa, steg omvandlingsgraden till cirka 38,5 procent. Forskningen öppnar nya möjligheter för att framställa diamantbaserade material på ett mer energieffektivt sätt och erbjuder nya vägar för utveckling av superhårda och slitstarka beläggningar.
Studien publicerades den 25 juni i den vetenskapliga tidskriften Advanced Materials.