Kim cương nhân tạo cắt được mọi thứ trong tự nhiên

Một nhóm nhà nghiên cứu ở Australia tạo ra loại kim cương quý hiếm thậm chí còn cứng hơn cả kim cương thật trong tự nhiên.

Các nhà nghiên cứu Australia tạo ra một phiên bản kích cỡ nano của kim cương Lonsdaleite trong phòng thí nghiệm, được cho là cứng hơn cả phiên bản gốc trong tự nhiên, theo nghiên cứu công bố hôm 29/11 trên tạp chí Scientific Reports.

Kim cương Lonsdaleite (hay còn gọi là kim cương 6 phương) thường được tìm ở tâm các miệng hố thiên thạch va chạm với Trái Đất. Nó đặc biệt bởi vì hầu hết các loại kim cương được tạo thành từ carbon trong mạng lập phương, trong khi kim cương Lonsdaleite có mạng tinh thể hình khối lục giác, khiến nó cứng hơn 58% so với kim cương tự nhiên, theo Science Alert.

Đe kim cương được các nhà khoa học sử dụng để tạo ra kim cương Lonsdaleite ở kích cỡ nano. (Ảnh: Jamie Kidston, Đại học Quốc gia Australia).

Các nhà nghiên cứu cho biết loại kim cương mới cứng đến mức có thể cắt được những vật liệu siêu cứng khác bao gồm cả kim cương thông thường.

"Cấu trúc khối lục giác của các phân tử kim cương này khiến nó cứng hơn những loại kim cương thông thường có cấu trúc khối lập phương", nhà nghiên cứu Jodie Bradby ở Đại học Quốc gia Australia chia sẻ. "Chúng tôi có thể tạo ra nó ở kích cỡ nano. Điều này thật sự thú vị vì vật liệu nhỏ hơn lại cứng hơn".

Nhóm nghiên cứu tạo ra loại vật liệu mới bằng kỹ thuật nano từ loại carbon không có hình dạng cụ thể gọi là carbon vô định hình.

Kim cương Lonsdaleite lần đầu được phát hiện tại miệng hố va chạm Canyon Diablo vào năm 1967. Các nhà nghiên cứu từng nỗ lực tạo ra nó trong phòng thí nghiệm trước đây nhưng không thành công. Loại kim cương này chỉ hình thành trong điều kiện nhiệt độ rất lớn, vào khoảng 1.000 độ C.

Bradby và nhóm của bà sử dụng phương pháp khác. Họ đặt carbon vào một thiết bị gọi là chiếc đe kim cương, chế tạo từ hai viên kim cương đặt đối diện nhau để tạo ra môi trường áp lực cao giống như ở sâu trong lòng Trái Đất. Nhờ thiết bị này, họ có thể tạo ra những viên kim cương ở nhiệt độ chỉ 400 độ C, giúp giảm chi phí và tăng hiệu quả cho quá trình sản xuất.

Các nhà nghiên cứu cần thực hiện nhiều thử nghiệm hơn để tìm hiểu chính xác loại kim cương mới cứng hơn bao nhiêu lần so với những loại vật liệu hiện nay.