Как сделать алмазы из арахиса
Алмаз с нуля — с арахисовым маслом
Понимание того, как алмазы образуются в глубинах Земли может объяснить, как жизнь развивалась на нашей планете. Так команда из Германии пыталась подделать драгоценные камни. Лабораторное производство алмазов из углекислого газа и арахисового масла.
Дэн Фрост слышит глухой выбух и пол его офиса вибрирует. Это означает только одно: один из его экспериментов снова взорвался. Пробираясь вниз, к лаборатории, он находит шок на лицах своих коллег по лаборатории. От того, где они работают, он почувствовал, как взорвалась небольшая бомба. У их учеников всё ещё расширены глаза от страха. «Это звучит ужасно», говорит он извиняющимся тоном. «Но это не опасно — всё защищено.»
Взрыв является частью их работы. Учёный в Bayerisches Geoinstitut в Германии пытается имитировать условия нижней мантии Земли, за тысячи километров ниже наших ног. Это включает в себя дробление пород на самых высоких давлениях, известных человечеству.
Неудивительно, случаются неудачи. В рамках этой работы, Фрост нашёл удивительные способы делать алмазы — от углекислого газа, например. И арахисового масла. Да, арахисовое масло.
По сравнению с нашими огромными достижениями в освоении космоса, мы по-прежнему знаем очень мало о мире, лежащим под нашими ногами. Начальная геология говорит нам, что недра Земли можно разделить на грубые слои: сердцевину, нижнюю и верхнюю мантию, и корочку. Но их точный состав по-прежнему тайна — и это серьезный пробел наших знаний.
«Если мы хотим понять, как образовалась Земля, то одну из вещей, которую вы должны знать, из чего сделана планета»
Многие геологи предполагают, что Земля сделана из того же материала, что метеориты из астероидного пояса. Проблема в том, что большинство метеоритов, которые падают на землю имеют более высокую долю кремния, чем мы находим в земной коре. Так где же он делся? Одним из вариантов является то, что он застрял в нижней мантии.
Фрост использует мощный поршень, чтобы выдавить со скоростью маленькие образцы кристаллов при атмосферном давлении до 280000 раз, для них одновременно приготовлены печи. Это воссоздает условия как в верхних слоях нижней мантии около 800 или 900 км ниже поверхности Земли, в результате чего атомы кристалла перестраиваются в более плотные структуры.
Вторая наковальня давит вновь образованные минералы — имитируют те условия, что лежат в более глубоких пластах Земли. В то время как образец всё ещё находится в этом устройстве, он измеряет какие звуковые волны проходят через полученный кристалл. Сравнивая эти данные показаний сейсмических волн, проходящих через недра Земли, он может узнать, является ли его образец близким по составу к мантии.
Поглощения углерода и Поверхностные взаимодействия
Мантия, оказывается, не содержит высокой доли кремния, соответствующей составу метеоритов. Земля изначально имела гораздо больше корку, полную кремния. Возможно, потребуется пересмотреть исходные материалы, из которых Земля сделана в первую очередь.
Процесс интенсивного давления также создал минеральный рингвудит, тёмно-синий силикат железа магния, которые держат воду. Полученные результаты свидетельствуют о том, что в глубине мантии могут скрываться «океаны» Земли.
Контр-интуитивно расскажу о воздухе, которым мы дышим. Фрост подозревает, что ряд геологических процессов могут тянуть CO2 из океана вниз, в мантию, где он преобразуется в алмазы. Эти драгоценные камни являются менее изменчивыми, чем другие формы углерода. Это означает малую вероятность, что они будут выпущены обратно в атмосферу.
Бриллиантами мантия замедлила потепление Земли, потенциально помогая эволюции жизни.
Ключевым компонентом для того, чтобы это произошло, считает он, является железо. Именно потому, что Дэн Фрост воссоздал процесс ковки алмаза из воздуха, он смеет это утверждать.
рост не разбогател от своего урожая; алмазы мучительно долго растут. «Если бы мы хотели получить двух или трёх-миллиметровый алмаз, мы должны были бы оставить его в реакторе в течение нескольких недель», говорит он.
Это не помешало ему экспериментировать с другими источниками для производства алмаза, однако; по приказу немецкого телеканала, он создал некоторые алмазы из богатого углеродом арахисового масла. «Много водорода был выпущено, разрушающего эксперимент», говорит он.
Как сделать алмазы
Сможет ли его институт делать искусственные алмазы, наделённые различными свойствами? Легированные бором алмазы становятся лучшими полупроводниками для электроники.
Использование других структур углерода в качестве сырья — в виде крошечных «нано трубок», например, — может сделать новый тип супер-сильного алмаза, более сложный, чем любой другой известный материал.
По большей части, однако, Фрост заинтересован в дальнейших тайнах истории Земли. «Мне интересно, как недра Земли взаимодействуют с поверхностью; каков возраст Земли. И если мы ищем другие обитаемые планеты, мы должны рассмотреть многие тайные процессы.» Жизненно важная работа, безусловно, требует жертв — немного арахисового масла и странных взрывов.
