Berlian sulit dibuat. Mereka terbentuk di mantel atas Bumi, kira-kira seratus mil di bawah permukaan, di bawah tekanan yang menghancurkan tengkorak dan suhu peleburan batu. Meskipun mereplikasi kondisi ini di lab menjadi hal biasa, peralatan untuk melakukannya mahal dan prosesnya bisa memakan waktu berhari-hari hingga berminggu-minggu.
Konten terkait
- Kami Hilang Setidaknya 145 Mineral Penahan Karbon, dan Anda Dapat Membantu Menemukannya
- Berlian Kuno Berasal Dari Air Laut dan Berlian Masa Depan Mungkin Datang Dari Udara
- Tanaman Afrika Ini Memimpin Jalan Menuju Setoran Intan
Sekarang, setelah beberapa dekade pengujian, sebuah tim dari North Carolina State University telah menemukan cara cepat untuk membuat berlian yang dapat dilakukan tanpa memeras karbon di bawah tekanan ekstrem atau memanaskannya dengan baking konvensional.
"Mengubah karbon menjadi intan telah menjadi tujuan yang berharga bagi para ilmuwan di seluruh dunia untuk waktu yang lama, " kata Jagdish Narayan, penulis utama makalah yang diterbitkan minggu ini dalam Journal of Applied Physics .
Hebatnya, dalam proses membuat berlian mereka, Narayan dan timnya juga menemukan fase karbon baru, yang disebut Q-karbon. Bahan aneh ini bahkan lebih keras dari berlian, bersifat magnetis dan memancarkan cahaya lembut. Selain perannya dalam membuat berlian yang lebih cepat dan lebih murah, Q-carbon dapat digunakan di layar elektronik dan dapat membantu pemahaman kita tentang magnet di planet lain.
Mengubah karbon menjadi intan memerlukan energi yang sangat besar, dan itulah sebabnya mereka sebelumnya dianggap hanya terbentuk di bawah tekanan dan temperatur tinggi, jelas Rebecca Fischer, ahli geofisika di postdoctoral fellow di Museum Nasional Sejarah Alam Smithsonian yang tidak terlibat dalam penelitian. .
Tetapi menurut Narayan, itu semua dalam kecepatan. “Melalui proses yang cepat, kita pada dasarnya bisa membodohi Alam, ” katanya.
Di bawah tekanan ruang biasa, tim mengekspos karbon amorf, yang tidak memiliki struktur kristal, untuk pulsa laser yang sangat pendek. Ini memanaskan karbon hingga sekitar 6.740 derajat Fahrenheit — sebagai perbandingan, permukaan matahari sekitar 10.000 derajat Fahrenheit.
Genangan karbon leleh kemudian dengan cepat didinginkan, atau didinginkan, untuk membentuk karbon-Q baru yang tangguh.
Versi lain dari karbon menampilkan sifat yang sangat berbeda — seperti grafit lunak, buram versus berlian keras, gemerlap — dan Q-carbon tidak terkecuali. Ketika karbon meleleh, misalnya, ikatan antar atom memendek dan tidak punya waktu untuk memanjang lagi saat material tiba-tiba menjadi dingin. Itu membuat produk jadi lebih padat dan lebih keras dari berlian.
Yang lebih menarik adalah bahwa Q-karbon bersifat magnetis pada suhu kamar — salah satu dari sedikit bahan karbon magnetik yang pernah diproduksi. Dan karena susunan atomnya yang spesifik, materi memancarkan sejumlah kecil cahaya. Sifat-sifat ini dapat membuat Q-carbon sangat berharga untuk aplikasi elektronik masa depan.
Namun, penggunaannya yang lebih cepat adalah membantu pembuatan berlian. Dengan sedikit mengubah laju di mana karbon leleh mendingin, para ilmuwan dapat menggunakannya untuk menumbuhkan kristal berlian dalam banyak bentuk, seperti nanoneedles, microneedles, nanodots dan film, jelas Narayan.
Gambar close-up yang menunjukkan mikrodiamond dibuat menggunakan teknik baru. (Jurnal Fisika Terapan) Prosesnya tidak mahal, sebagian karena menggunakan laser yang sudah populer untuk operasi mata laser. Selain itu, metode menumbuhkan berlian dalam hitungan nanodetik.
"Kita bisa membuat karat dalam waktu sekitar 15 menit, " kata Narayan.
Saat ini, intan itu kecil — yang terbesar lebarnya sekitar 70 mikron, atau kira-kira selebar rambut manusia, menurut Narayan. Namun dia yakin proses itu bisa ditingkatkan. Pada titik ini batas utama untuk ukuran permata adalah laser, katanya, dan sinar yang lebih luas bisa menghasilkan berlian yang lebih besar.
Tetapi daripada memproduksi permata besar, metode ini mungkin paling menjanjikan untuk produksi massal sparkler yang lebih kecil, kata Fischer.
Berlian kecil berguna dalam berbagai bidang, termasuk elektronik, obat-obatan dan abrasive, jelas fisikawan Keal Byrne, yang juga seorang postdoctoral di museum sejarah alam. “Memiliki cara baru untuk membuat [berlian] —terutama yang menghindari banyak infrastruktur dari metode lama — sangat bagus, ” kata Byrne.
Tim ini sekarang fokus pada pemahaman sifat-sifat menarik dari karbon-Q, bahkan menyarankan bahwa itu dapat membantu menjelaskan medan magnet planet lain yang tampaknya tidak memiliki dinamo aktif.
Tetapi ada banyak lagi yang harus dipelajari sebelum kita dapat mulai menguji teori-teori semacam itu, Byrne mengatakan: “Ini adalah penemuan yang sangat menarik. [Tapi] apa yang datang darinya — sekarang itu bagian yang menarik. "
