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.
Trong tự nhiên, quá trình hình thành kim cương diễn ra vô cùng chậm chạp. Để biến đổi các nguyên tử carbon thành kim cương, cần có áp suất cực lớn lên đến vài gigapascal và nhiệt độ thiêu đốt 1.500 độ C trong suốt hàng nghìn năm. Do đó, hầu hết kim cương tự nhiên được tìm thấy ở độ sâu hàng trăm dặm dưới lòng đất.
Tuy nhiên, các nhà khoa học đã đạt được bước đột phá mới trong việc tạo ra kim cương trên bề mặt Trái đất, trong thời gian ngắn và không cần áp suất cũng như nhiệt độ cao. Công nghệ mới này hứa hẹn sẽ tạo nên cuộc cách mạng trong ngành công nghiệp kim cương nhân tạo trong tương lai gần.
Nhà hóa học vật lý Rodney Ruoff thuộc Viện Khoa học cơ bản tại Hàn Quốc vừa công bố nghiên cứu mới nhất trên tạp chí Nature. Nhóm nghiên cứu của ông đã sử dụng gali đun nóng bằng điện, kết hợp với một lượng nhỏ silicon trong nồi nấu kim loại than chì. Sau đó, họ đặt nồi nấu này vào một buồng duy trì áp suất khí quyển tương đương mực nước biển.
Sau nhiều thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra rằng hỗn hợp gali-niken-sắt, kết hợp với một chút silicon, tạo ra điều kiện lý tưởng để hình thành kim cương chỉ trong vòng 15 phút. Điều đáng chú ý là phương pháp này chỉ yêu cầu áp suất thông thường.
Ông Ruoff chia sẻ trên Live Science: "Trong hơn một thập kỷ, chúng tôi đã không ngừng tìm tòi những cách mới để tạo ra kim cương, bởi chúng tôi tin rằng có thể đạt được điều này theo những cách không ngờ tới".
Phương pháp mới của Ruoff đơn giản hơn nhiều so với phương pháp áp suất cao và nhiệt độ cao (HPHT) phổ biến trong sản xuất kim cương nhân tạo hiện nay. Phương pháp HPHT sử dụng điều kiện khắc nghiệt để biến đổi các nguyên tử carbon xung quanh một "hạt giống" nhỏ ban đầu thành một viên kim cương hoàn chỉnh.
Tuy nhiên, phương pháp HPHT có hai nhược điểm chính. Thứ nhất, nó đòi hỏi thời gian rất dài, gần 2 tuần, và yêu cầu điều kiện khắc nghiệt để tạo ra kim cương. Thứ hai, nó cần một "hạt giống" như một viên kim cương hoặc viên ngọc nhỏ để bắt đầu quá trình.
Mặc dù vậy, phương pháp tạo kim cương trong 15 phút của Ruoff cũng không tránh khỏi những thách thức. Những viên kim cương được tạo ra thường rất nhỏ, viên lớn nhất nhỏ hơn hàng nghìn lần so với kim cương được tạo ra bằng phương pháp HPHT.
Tuy nhiên, Ruoff hy vọng rằng trong 1-2 năm tới, sẽ có thêm nhiều nghiên cứu để phát triển phương pháp tổng hợp kim cương của ông theo hướng ứng dụng thương mại.
Trong tự nhiên, quá trình hình thành kim cương diễn ra vô cùng chậm chạp. Để biến đổi các nguyên tử carbon thành kim cương, cần có áp suất cực lớn lên đến vài gigapascal và nhiệt độ thiêu đốt 1.500 độ C trong suốt hàng nghìn năm. Do đó, hầu hết kim cương tự nhiên được tìm thấy ở độ sâu hàng trăm dặm dưới lòng đất.
Tuy nhiên, các nhà khoa học đã đạt được bước đột phá mới trong việc tạo ra kim cương trên bề mặt Trái đất, trong thời gian ngắn và không cần áp suất cũng như nhiệt độ cao. Công nghệ mới này hứa hẹn sẽ tạo nên cuộc cách mạng trong ngành công nghiệp kim cương nhân tạo trong tương lai gần.
Nhà hóa học vật lý Rodney Ruoff thuộc Viện Khoa học cơ bản tại Hàn Quốc vừa công bố nghiên cứu mới nhất trên tạp chí Nature. Nhóm nghiên cứu của ông đã sử dụng gali đun nóng bằng điện, kết hợp với một lượng nhỏ silicon trong nồi nấu kim loại than chì. Sau đó, họ đặt nồi nấu này vào một buồng duy trì áp suất khí quyển tương đương mực nước biển.
Sau nhiều thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra rằng hỗn hợp gali-niken-sắt, kết hợp với một chút silicon, tạo ra điều kiện lý tưởng để hình thành kim cương chỉ trong vòng 15 phút. Điều đáng chú ý là phương pháp này chỉ yêu cầu áp suất thông thường.
Ông Ruoff chia sẻ trên Live Science: "Trong hơn một thập kỷ, chúng tôi đã không ngừng tìm tòi những cách mới để tạo ra kim cương, bởi chúng tôi tin rằng có thể đạt được điều này theo những cách không ngờ tới".
Phương pháp mới của Ruoff đơn giản hơn nhiều so với phương pháp áp suất cao và nhiệt độ cao (HPHT) phổ biến trong sản xuất kim cương nhân tạo hiện nay. Phương pháp HPHT sử dụng điều kiện khắc nghiệt để biến đổi các nguyên tử carbon xung quanh một "hạt giống" nhỏ ban đầu thành một viên kim cương hoàn chỉnh.
Tuy nhiên, phương pháp HPHT có hai nhược điểm chính. Thứ nhất, nó đòi hỏi thời gian rất dài, gần 2 tuần, và yêu cầu điều kiện khắc nghiệt để tạo ra kim cương. Thứ hai, nó cần một "hạt giống" như một viên kim cương hoặc viên ngọc nhỏ để bắt đầu quá trình.
Mặc dù vậy, phương pháp tạo kim cương trong 15 phút của Ruoff cũng không tránh khỏi những thách thức. Những viên kim cương được tạo ra thường rất nhỏ, viên lớn nhất nhỏ hơn hàng nghìn lần so với kim cương được tạo ra bằng phương pháp HPHT.
Tuy nhiên, Ruoff hy vọng rằng trong 1-2 năm tới, sẽ có thêm nhiều nghiên cứu để phát triển phương pháp tổng hợp kim cương của ông theo hướng ứng dụng thương mại.
