Mỹ: Chế tác thành công kim cương nguyên chất từ nhiên liệu hóa thạch

Kim cương là một loại vật chất vô cùng giá trị và đặc biệt. Con người đã luôn nghiên cứu quá trình cấu thành của kim cương và tìm tòi ra nhiều cách để tự chế tạo những viên đá hoa mỹ này.

Chế tác ra kim cương không chỉ là công việc yêu thích của những nhà kim hoàn mà còn ở các lĩnh vực khác. Những nhà khoa học tại Đại học Stanford, Mỹ đã thành công làm ra một loại kim cương nhân tạo mới với khởi điểm là các phân tử dầu thô và khí tự nhiên.

Kim cương được hình thành do sự kết tinh của carbon dưới bề mặt trái đất, dưới sức nóng và áp lực cực độ. Kim cương xuất hiện trên trái đất từ những vụ phun trào núi lửa sau khi hình thành dưới lòng đất này.

Các nhà khoa học đã nghiên cứu chế tạo kim cương giả bằng nhiều vật liệu khác nhau trong nhiều thập kỷ và sử dụng nhiều cách khác nhau để cố gắng sản xuất kim cương. Tuy nhiên, những nghiên cứu vẫn không đạt được thành công.

Giới khoa học đã dành nhiều thập kỷ tìm cách biến đổi các hợp chất khác nhau thành kim cương nhân tạo nhằm sản xuất rộng rãi hơn và thu lợi. Tuy vậy, quá trình tự tạo kim cương này lại đòi hỏi nguồn năng lượng khổng lồ cũng như các chất xúc tác thích hợp.

Theo trang New Atlas, Đại học Stanford chuyên về nghiên cứu Trái Đất, năng lượng và môi trường đã tìm được cách chế tạo kim cương đơn giản hơn.

“Chúng tôi muốn thực hiện một quá trình gọn gàng. Trong đó, chỉ có một vật chất duy nhất được biến thành kim cương xịn – không cần đến chất xúc tác”, Sulgiye Park, người đứng đầu quá trình nghiên cứu cho hay.

Ảnh minh họa

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng bột tinh chế trong bể dầu để sản xuất kim cương tổng hợp. Kiểm tra các vật liệu này bằng kính hiển vi, nhóm nghiên cứu đã quan sát mô hình nguyên tử được tổ chức giống như nguyên tử tạo nên các tinh thể kim cương gọi là diamondoid.

Không giống như những viên kim cương truyền thống được làm hoàn toàn bằng carbon, kim cương có chứa hydro cũng như carbon. Các nhà khoa học đã sử dụng thiết bị gọi là tế bào để kim cương được sử dụng trong các vật liệu siêu cứng để tạo áp lực lớn lên các viên kim cương mà họ phát hiện.

>>> Xem thêm: Báo động về sản lượng nhiên liệu hóa thạch vào năm 2030

Những vật liệu này được nung nóng bằng tia laser. Các nhà khoa học phát hiện ra chúng có thể biến thành một viên kim cương nguyên chất với rất ít năng lượng tiêu hao. Dưới nhiệt độ khoảng 627 độ C và áp suất lớn hơn nhiều lần so với môi trường khí quyển của Trái đất, các nguyên tử hydro của bột dầu thô nhanh chóng biến mất khỏi hỗn hợp, biến bột dầu thành kim cương.

Tạo ra kim cương theo cách này có thể vượt ngoài khả năng của ngành kim hoàn. Độ cứng, độ trong suốt, độ ổn định hóa học, độ dẫn nhiệt và tính chất độc đáo của kim cương có thể cho phép kim cương được sử dụng trong nhiều lĩnh vực từ y học đến sinh học.

Ngọc Ánh (t/h)