Bước đột phá mới giúp tạo kim cương chỉ trong 2,5 giờ
Phương pháp mới có thể tạo ra kim cương nhân tạo chỉ trong 150 phút mà không cần gia công ở áp suất cao.
Kim cương tự nhiên cần phải bị “tra tấn” bởi môi trường áp suất và nhiệt độ cao sâu trong lòng đất hàng tỷ năm mới hình thành được. Tuy nhiên, bước đột phá mới dựa trên hỗn hợp kim loại lỏng hứa hẹn giúp việc tạo ra kim cương trong thời gian vô cùng ngắn ngủi, mặc dù đó chỉ là kim cương nhân tạo.
Trước đây, phương pháp phổ biến nhất để chế tạo kim cương tổng hợp là công nghệ HPHT (tăng trưởng ở nhiệt độ cao và áp suất cao), hình thành kim cương bằng cách hòa tan carbon trong kim loại lỏng ở áp suất 5 GPa và nhiệt độ 1.4000C. Phương pháp này cũng có hạn chế là tạo kích thước kim cương luôn bị giới hạn ở khoảng 1cm3.
Nhưng theo một bài báo được Viện Khoa học Cơ bản Hàn Quốc (IBS) công bố trên tạp chí Nature, một phương pháp mới cho phép tạo ra kim cương nhân tạo ở áp suất khí quyển và ở nhiệt độ thấp hơn công nghệ HPHT, chỉ cần 1.0250C.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng hệ thống chân không tường lạnh tự chế (RSR-S) để trồng kim cương. Khi một hợp kim kim loại lỏng bao gồm gali, niken, sắt và silicon (tỷ lệ nguyên tử 77,75, 11,00, 11,00 và 0,25) tiếp xúc với hỗn hợp metan/hydro ở 1 ATM, sự gia nhiệt nhanh chóng và sau đó nguội đi sẽ làm cho các nguyên tử cacbon metan khuếch tán vào kim loại nóng chảy.
Chỉ trong 15 phút, các hạt kim cương được đùn ra khỏi kim loại lỏng; và trong vòng 150 phút, một màng kim cương hình thành trên bề mặt dưới bề mặt của hợp kim kim loại lỏng.
Thị trường kim cương không chỉ dành cho hàng hóa xa xỉ, chúng còn được các nhà khoa học sử dụng cho nhiều thí nghiệm khác nhau, chẳng hạn như tạo ra từ trường và tìm kiếm các hạt hạ nguyên tử mới. Nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra rằng kim cương chất lượng cao có thể được tạo ra bằng cách thay thế niken bằng coban, hoặc thay thế gali bằng hỗn hợp gali-indium.
Bước tiếp theo của họ là mở rộng vùng phát triển tiềm năng trên bề mặt kim loại lỏng và vàng để cố gắng sản xuất kim cương nhân tạo trên quy mô lớn. Nếu công nghệ mới này được áp dụng, việc tạo ra kim cương nhân tạo sẽ trở nên nhanh hơn và dễ dàng hơn trong tương lai.
