A természetes gyémántok a Föld köpenyében, extrém nyomás és hőmérséklet hatására jönnek létre. A magas nyomású, magas hőmérsékletű (HPHT) módszer ezeket a feltételeket utánozza a szintetikus gyémántok előállításához, de ez a folyamat a fentieknek megfelelően jelentős nyomást, hőt és még gyémántmagot is igényel. Ráadásul ez az eljárás nagyon lassú: hetekig is eltarthat. Alternatív megoldásként a kémiai gőzfázisú leválasztás (CVD) csökkenti a HPHT-módszer igényeit, de gyémántmagra még ennél az eljárásnál is szükség van.

Az új technika azonban, amelyet Rodney Ruoff, a dél-koreai Alaptudományi Intézet munkatársa vezetésével dolgoztak ki, az összes fenti problémát leküzdi – írja a Live Science. A Nature folyóiratban bemutatott módszer szilíciummal kevert elektromosan fűtött galliumot használ egy grafittégelyben, amelyet egy egyedi kamrában helyeznek el légköri nyomáson. Ezután szénben gazdag, szuperforró metángázt vezetnek át a kamrán.

A kutatók felfedezték, hogy a gallium, a nikkel, a vas, valamint a kis mennyiségű szilícium keveréke katalizálja a gyémánt növekedését – és ez így is történt, méghozzá brutálisan felgyorsult módon: mindössze 15 perc alatt gyémántok alakultak ki az olvasztótégely alján, és két és fél óra múlva teljes gyémántfilm képződött. A spektroszkópiai elemzések kimutatták, hogy a film nagy tisztaságú.

Bár a pontos mechanizmus még nem teljesen tisztázott, a kutatók úgy vélik, hogy a hőmérséklet csökkenése a szenet a metánból a tégely közepe felé tereli, ahol az gyémánttá kristályosodik. A szilícium kulcsfontosságú összetevőnek tűnik – valószínűleg szénmagként működik. Bár a módszerrel csak nagyon kicsi gyémántokat lehet előállítani – sokkal kisebbeket, mint amelyeket HPHT-val készítenek –, ezért alkalmatlanok ékszerkészítésre, a technika egyszerűsége és alacsony nyomásigénye így is komoly mérföldkövet jelent a gyémántszintézisben.

Ráadásul ezeket a kis gyémántokat is fel lehet talán használni a különböző technológiai területeken – például a polírozásban és fúrásban, bár a pontos alkalmazásuk jelenleg még bizonytalan. Ruoff mindenesetre arra számít, hogy egy-két éven belül azért kikristályosodnak ennek az új gyémántszintézis módszernek a kereskedelmi lehetőségei.

(A cikkhez használt kép illusztráció, forrása: Pixabay/carmule)