Neue Art von Carbon ist härter und heller als Diamanten


Wissenschaftler haben eine neue Art von Kohlenstoff konzipiert, härter und heller als natürlich geformte Diamanten.

Für diejenigen, die ein One of a Kind Wunderkerze an den Fingern tragen wollen, gibt das neue Material, genannt Q-Carbon, auch ein sanftes Leuchten.

"Diese neue Phase ist sehr einzigartig,", sagte Co-Studienautor Jagdish Narayan, Materialwissenschaftler an der North Carolina State University. "Es hat Roman elektrische, optische und magnetische Eigenschaften."

Zum Beispiel das Material kann entweder als ein Metall oder ein Halbleiter fungieren und ist bei Raumtemperatur magnetisch, fügte er hinzu. [Fotos: 6 berühmtesten Felsen der Welt]

Hitze und Druck

Obwohl er einer der allgegenwärtigen und ikonische Symbole von Reichtum und Luxus, verstehen Wissenschaftler immer noch nicht vollständig wie Diamanten gebildet werden. Die meisten denken die Diamanten abgebaut, heute in einer Tiefe von etwa 62 Meilen (100 Kilometer) unterhalb der Erdoberfläche zwischen 1 Milliarde und 3 Milliarden Jahren gebildet, sagte Forscher zuvor Live Science.

In diesem unterirdischen Schnellkochtopf waren CO2-Moleküle mit Druck von etwa 725.000 Pfund pro Quadratzoll (5 Millionen Kilopascal) zerkleinert und erhitzt, um einen schwülen 2.200 Grad Fahrenheit (1200 Grad Celsius), laut einer 2012 Studie in der Fachzeitschrift Nature. Diesen extremen Bedingungen die Sauerstoffmoleküle herausgedrückt und erstellt ein hochsymmetrischen Gitter aus Kohlenstoff-Atomen.

Wissenschaftler haben lange versucht, Mutter Natur durch die Herstellung von synthetischer Diamanten im Labor zu übertrumpfen. In der Regel versuchen sie, die hohem Druck und Hitze in den Eingeweiden der Erde, Zerkleinern Graphit in funkelnde Edelsteine gefunden neu. Aber diese Diamanten sind oft nicht so stark wie die Originale, weil die Graphit mit einem anderen Metall gemischt wird. Eine andere Methode mit dem Namen chemical Vapor Deposition, bläst eine Kohlenwasserstoff-Gas über ein Substrat und chemische Reaktionen auf Form Diamanten verwendet. Diese Diamanten haben oft weniger Fehler als natürlich gewachsene Diamanten.

Härter und heller

Man erhitzt besser, Narayan und seine Kollegen eine unstrukturierte Masse von Kohlenstoffatomen, bekannt als amorphem Kohlenstoff, mit kleinen Impulsen von Lasern. Die unglaublich fokussierten Lichtstrahlen geschmolzen das Innere des festen Kohlenstoffs in flüssiger Kohlenstoff. Dann, sie so abschrecken, verwendet, die schnell Material kühlt durch Eintauchen in eine Flüssigkeit, berichteten die Forscher Mittwoch (Dez. (2) im Journal of Applied Physics.

Im Normalfall diktiert Thermodynamik, dass Kohlenstoff-Atome ändern sollte, wie sie sich bei niedrigeren Temperaturen arrangieren. Aber der Abschreckprozess kühlt die flüssige CO2 bei 1,8 Milliarden Grad Celsius pro Sekunde (1 Milliarde Grad pro Sekunde).

"Wir tun es so schnell, dass wir Mutter Natur täuschen können," sagte Narayan Leben Wissenschaft.

Dass schnelles abschrecken "friert die Kohlenstoffatome im Ort", so dass sie zusammen gequetscht in einer dicht gewebte Matrix.

Das Ergebnis? Eine superharte Material, das heller ist als gewöhnliche Diamanten.

"Das ist vollkommener als was die Menschen von hohem Druck und hoher Temperatur oder Naturs Weg machen", sagte Narayan.

Ungewöhnliche Eigenschaften

Ein Karat Q-Kohlenstoff erstellen dauert 15 Minuten, Bedeutung Wissenschaftler könnte ein Riese, atemberaubende Edelstein für eine Kette oder einen Ring relativ schnell. (Stellen Sie sich eine Kette aus supersparkly Diamanten, die auch leuchteten — wie Sci-Fi wäre?)

Aber seine ungewöhnliche Eigenschaften bedeuten, dass es mehr für andere Anwendungen nützlich sein könnten, sagte Narayan.

Der magnetische Q-Kohlenstoff (Q steht für das abschrecken) würde ein perfektes Material für biologische Implantate, die Magnetfelder Sinn machen. Der Formschluss zwischen Kohlenstoffatomen bedeutet auch, dass Elektronen strotzen die Kohlenstoffatome raus, so dass die geringste Spannung Kohlenstoff-Atome, Elektronen, erstellen ein sanftes Leuchten freizugeben anspornen kann. Das macht es perfekt für die Erstellung von Display-anzeigen, die weniger Energie verbrauchen, Narayan sagte.

Und seine unglaubliche Härte macht es zum ideale Material für Tiefseebohrungen, Narayan hinzugefügt.

Folgen Sie Tia Ghose auf Twitter und Google + . Folgen Sie Leben-Wissenschaft @livescience , Facebook & Google + .

Verwandte Artikel

Eine neue Art von Hirnstimulation, dass Magnete verwendet und... Gewürz

Tiefe Hirnstimulation beinhaltet Einfädeln Elektroden tief in das Gehirn – es ist invasiv, aber es ist auch ein wirksames Mittel zur Behandlung von Erkrankungen wie Parkinson und Depression. Aber jetzt haben Wissenschaftler eine neue drahtlose Gehirn Stim...

Alten Asteroiden Zerstörer endlich gefunden, und es ist eine neue Art von Meteoriten

Seit 50 Jahren haben Wissenschaftler gefragt, was der Vorfahr des L-Chondriten, Dach-Zerschlagung, Kopf bumsen Meteoriten vernichtet, die häufig Erde pummel. Eine neue Art von Meteoriten entdeckt in einem südlichen Schweden Kalksteinbruch kann nun endlich...

Stanford errichtet eine neue Art von Computer, dass Verwendungen Tropfen Wasser

Dunking Ihren Laptop in einen Eimer mit Wasser, während es ausgeführt wird, ist so ziemlich das Schlimmste, was können Sie es tun. Aber Forscher an der Stanford University, unter der Leitung von Dozent Manu Prakash, entwickelten eine neue Art von Computer...

Eine neue Art von riesigen Quallen war In Australien entdeckt... Es ist erschreckend

Die Gershwin-Familie wurden an einem Strand im Februar Australien und Tasmanien Umgebung, wenn sie etwas seltsam in den Sand entdeckt. Ihre Entdeckung sah aus wie ein riesiger Pool von Rotz oder Schleim aus der Ferne. Jedoch wie die Gershwins näher gerück...

Eine neue Art von Masking Tape wird Speichern der Luft-und Raumfahrtindustrie Millionen

Wenn Ingenieure Flugzeuge bauen, verwenden sie schwere Aluminium-Klebeband um zu vertuschen, Oberflächen während der Produktion. Jetzt, haben die Ingenieure bei BAE Systems eine neue Art von Band, das die Oberfläche bleibt sauber wenn es abgeschält ist er...

Die neue Art der Krake ist auch bezauberndsten Kreatur der Welt

Wissenschaftler entdecken neue Tierarten aller Zeiten. In der Tat ist es, was viele Wissenschaftler für ein Leben tun. Mit Neuerungen in der Wissenschaft Welt jeden Tag ist es wichtig zu erkennen, dass wir nicht immer über jede einzelne Entdeckung begeist...

Neue Art von Mondgestein von chinesischen lunar Lander entdeckt

Yutu Rover, Bestandteil der Chang'e-3 unbemannte Mondmission, hat eine Art von Basalt im Gegensatz zu etwas von früheren sowjetischen oder USA Missionen gesammelten identifiziert. Chinesische Wissenschaftler haben eine neue Art von Felsen auf dem Mond ide...

Kamera-Experten entwickelt, eine neue Art von 360° Rig für Jupiter aufsteigend

Sehr schön, aber es kann persönlich, Chicago wie ein grimmig, grauen Ort am Film scheinen. Also wenn die Wachowskis Film Schlüsselmomente ihres neuen Films Jupiter Ascending es beschlossen, sie nicht nur für das schönste Licht warten – Bauten sie eine gan...

Wie zwei Ex-Amazon-Ingenieure eine neue Art von Kraft anpassbare Schnittstelle erfunden

Es fühlt sich wie eine Welle von druckempfindlichen haptische Schnittstellen wurde über Jahre crest. Aber ein paar Ingenieure glauben sie haben gebaut, die Hard- und Software, die auf dieses Versprechen könnte – und sie haben die erste Runde der Produktio...

Fotos: Neue Art von Meteoriten gefunden in Schweden

Eine neue Art von Meteoriten entdeckt in Schweden könnte ein Fragment aus einer riesigen Asteroiden-Gürtel-Kollision vor 470 Millionen Jahren. [Lesen Sie den vollständigen Bericht] Eine fossile Chondrit Meteoriten und Nautiloid Shell aus dem Thorsberger S...

Ein Astronaut auf der ISS wird eine neue Art von haptischen Rover hier auf der Erde kontrollieren.

Dies war ein Jahr der Haptik: aus den weit verbreiteten Einsatz von it in der Unterhaltungselektronik durch Apple Watch, der Boom in der Entwicklung von berührbare Schnittstellen. Bald ein Astronaut an Bord der ISS wird versuchen eine große haptische Expe...

Eine neue Art von Chip könnte Wearables letzte Weise länger mit einer Ladung machen.

Smartwatches, Google Glass, demütig sogar Fitnesstracker: alle großen, abgesehen von der Tatsache, dass die Batterien halten was scheint wie Minuten. Aber jetzt, eine neue Art von Low-Power-Prozessor ändern könnte. Entwickelt von einem Startup-Unternehmen...

Neue Art von Licht in Physik Durchbruch geschaffen

Physiker haben eine neue Art von Licht durch kühlen Photonen in einem Blob-Zustand geschaffen. Feststoffe, Flüssigkeiten und Gasen, wie entdeckt dies vor kurzem, Zustand einen Zustand der Materie darstellt. Ein Bose-Einstein-Kondensat, es entstand im Jahr...

Delphine inspirieren eine neue Art von Radar, das versteckte Elektronik erkennt

Nicht nur, dass sie sich dort halten unter Kontrolle und gelegentlich führen verloren Bootsfahrer Fischbestände zu landen, Delphine einzigartige Jagdtechniken inspiriert haben auch vor kurzem eine neue Art von Radar, die versteckten Elektronik wie Bombe T...