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“种”出美丽的钻石

2020-04-24

文萃报·周二版 2020年14期
关键词:碳原子等离子体甲烷

“钻石恒久远,一颗永流传。”钻石的广告语相信大家都听过。最近,钻石又登上了热搜,原来,中科院宁波材料所竟然宣布把钻石“种”了出来。钻石不是植物,是如何“种”出来的呢?其实,钻石和石墨、煤炭一样都是由碳原子组成的,它们的差别仅仅在于钻石中的碳原子是四面体结构,而石墨和煤炭中的C原子则是平面结构。

据中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室副主任李赫介绍,原来,这次让钻石“长大”采用的是化学气相沉积法,它和高温、高压法是目前制造人造钻石的主要方法。

具体操作就是首先要有一顆天然钻石的籽晶片作为种子,然后把这颗种子放进一个反应炉中,这个炉子就相当于土壤,种子将会在这里“长大”。种子放进之后要在炉中充满甲烷气体,这些甲烷气体是钻石“成长”的关键。在通上电后,甲烷分子会被电离成含有大量碳原子的等离子体。随着等离子体里的碳原子如灰尘般一层又一层地落到天然钻石的籽晶片的表面上,一颗人造钻石就慢慢地“长大”了。据说,在这种“培育方法”下,小钻石可以以每小时0.007毫米的速度“长大”,大约一个星期就可以变成一颗1克拉(1克拉=0.2克)大小的钻石啦,这“成长”速度可比那些深埋地下的天然钻石快多了。在实验室环境下“成长”起来的人造钻石,没有经历天然钻石那么多的磨炼,那么,它们在“长大”后是不是要比天然钻石差很多呢?其实并没有!毕竟它们的“血统”是—样的。(摘自《科学大众·小诺贝尔》 2020年第2期 林宽雨/文)

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