Thứ Năm, 20 Tháng Sáu 2024
Các nhà khoa học đã có cách đột phá tạo ra kim cương nhanh hơn, đơn giản hơn rất nhiều lần so với phương pháp hiện tại.
Sự hình thành kim cương trong điều kiện tự nhiên là một quá trình khá dài. Cần phải có áp suất khổng lồ vài gigapascal và sức nóng thiêu đốt 1.500 độ C trong hàng ngàn năm để biến các nguyên tử carbon thành kim cương. Đó là lý do tại sao chúng hầu hết được tìm thấy ở độ sâu hàng trăm dặm dưới bề mặt Trái đất.
Nhưng liệu những viên đá quý này có thể được tạo ra trên bề mặt Trái đất trong thời gian ngắn mà không cần áp suất và nhiệt độ cao?
Các nhà khoa học mới đây đã phát triển một công nghệ đột phá, có thể cách mạng hóa ngành công nghiệp kim cương tổng hợp trong những năm tới.
Nhà hóa học vật lý Rodney Ruoff thuộc Viện Khoa học cơ bản ở Hàn Quốc vừa công bố nghiên cứu trên tạp chí Nature.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng gali đun nóng bằng điện, kết hợp một chút silicon trong nồi nấu kim loại than chì. Nhóm tiếp tục đặt nồi nấu này vào một buồng được duy trì ở áp suất khí quyển ngang mực nước biển.
Sau rất nhiều thí nghiệm, họ phát hiện ra rằng hỗn hợp gali-niken-sắt, kết hợp với một chút silicon đã tạo ra điều kiện hình thành kim cương lý tưởng nhất, chỉ mất 15 phút. Phương pháp này chỉ đòi hỏi áp suất thông thường.
Ruoff nói trên Live Science: “Trong hơn một thập kỷ, chúng tôi đã suy nghĩ về những cách mới để tạo ra kim cương, vì chúng tôi tin có thể đạt được điều này theo những cách có thể không ngờ tới”.
Phương pháp mới của Ruoff đơn giản hơn nhiều so với phương pháp áp suất cao và nhiệt độ cao (HPHT) khá phổ biến trong quy trình sản xuất kim cương tổng hợp hiện nay. Trong phương pháp này, người ta dùng những điều kiện khắc nghiệt để chuyển đổi các nguyên tử carbon xung quanh một “hạt giống” nhỏ ban đầu để thành một viên kim cương.
Phương pháp HPHT có hai nhược điểm. Một là cần rất nhiều thời gian, gần 2 tuần, và yêu cầu những điều kiện “khắc nghiệt” để tạo thành kim cương. Hai là phải có một “hạt giống”, chẳng hạn một viên kim cương, viên ngọc cỡ nhỏ…
Phương pháp tạo kim cương trong 15 phút của Ruoff cũng không phải không có thách thức. Đó là những viên kim cương thành phẩm thường rất nhỏ, viên lớn nhất nhỏ hơn đến nghìn lần so với kim cương được tạo ra bằng phương pháp HPHT.
Ruoff kỳ vọng trong 1-2 năm tới sẽ có thêm nhiều nghiên cứu để phát triển phương pháp tổng hợp kim cương của mình theo hướng ứng dụng trong thương mại.
