Quy trình biến đổi cấu trúc than chì thành cấu trúc giống kim cương

Như đã biết, kim cương được tạo thành từ những khoáng vật carbon dưới nhiệt độ và áp suất rất cao trong tự nhiên.

>>> Tìm hiểu về kim cương và cách nhận biết kim cương thật

Thế nhưng mới đây một nhóm các nhà nghiên cứu tại đại học Stanford đã tình cờ phát hiện ra một phương pháp để biến graphite (than chì - loại carbon được sử dụng làm ruột bút chì) thành một cấu trúc giống kim cương chỉ đơn giản với việc đặt hydro lên một chất nền platinum (bạch kim) mà không cần đến áp lực bên ngoài.

Phát hiện này có thể mở ra khả năng sản xuất kim cương dễ hơn và linh hoạt hơn để sử dụng cho các công cụ cắt tỉa và các thiết bị công nghiệp.

Độ cứng cực cao, độ bền cơ học và khả năng dẫn nhiệt tốt của kim cương mang lại một loạt các ứng dụng khoa học và công nghiệp. Kim cương tổng hợp thường được tạo ra bằng cách nén than chì dưới áp suất trên 150.000 atm. Áp lực lớn đặt lên các phiến graphene trong than chì đủ để tái định hình cấu trúc nguyên tử thành một dạng ổn định hơn như kim cương.

Tuy nhiên, phương pháp mới do đại học Stanford phát hiện có thể khiến việc sản xuất kim cương trở nên đơn giản và linh hoạt hơn. Trong khi đang tìm cách sử dụng graphene trong các bóng bán dẫn, nhóm dẫn đầu bởi nhà nghiên cứu Sarp Kaya đã đặt một vài lớp graphene lên một chất nền platinum và sau đó cho lớp graphene trên cùng tiếp xúc với hydro. Thay vì tạo ra một vật liệu thay thế hiệu năng cao cho silicon theo mục tiêu ban đầu, quy trình này đã khởi động một chuỗi phản ứng làm thay đổi cấu trúc của tất cả các phiến graphene thành một cấu trúc cứng hơn giống như kim cương.

Sau khi quan sát rõ hơn, các nhà nghiên cứu đã nhận ra rằng hydro đã tạo ra các liên kết hóa học giữa lớp graphene bên dưới và chất nền platinum. Tính chất của platinum làm cho các liên kết giữa chất nền và graphene ổn định hơn.

Bằng việc khai thác phương pháp này, nhóm nghiên cứu đã có thể nắm bắt và kiểm soát sự chuyển đổi giữa nhiều dạng thù hình carbon, tinh chỉnh từ dạng này thành khác nhờ vận dụng các yếu tố như số lượng lớp graphene và vật liệu dùng làm chất nền.

Hiện tại, nhóm nghiên cứu đang tìm kiếm những ứng dụng tiềm năng cho loại graphene được xử lý hydro nói trên và xác định những vật liệu khác có thể dùng làm chất nền thay thế platinum để tạo ra cấu trúc như kim cương.

TIN CŨ HƠN
Kenguru – chiếc xe sinh ra cho người khuyết tật, chỉ có một cửa duy nhất nhưng cực tiện cho người đi xe lăn

Kenguru – chiếc xe sinh ra cho người khuyết tật, chỉ có một cửa duy nhất nhưng cực tiện cho người đi xe lăn

Hãng Community Cars ở bang Texas (Mỹ) đã sáng chế ra một loại ô tô điện mang tên Kenguru, dành cho người khuyết tật phải ngồi xe lăn.

Đăng ngày: 10/12/2025
Robot cứu hộ hình người của NASA

Robot cứu hộ hình người của NASA

Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) mới giới thiệu một loại robot mới, có khả năng đứng bằng hai chân như người và được sử dụng để hỗ trợ cho các công việc cứu hộ.

Đăng ngày: 05/11/2025
Tham vọng chế tạo Iron Man của quân đội Mỹ

Tham vọng chế tạo Iron Man của quân đội Mỹ

Bộ Tư lệnh Lực lượng Đặc biệt của Mỹ (SOCOM) hiện đang theo đuổi một chương trình mang tính cách mạng nhằm hỗ trợ năng lực siêu nhân cho binh sĩ trong nhiệm vụ tác chiến.

Đăng ngày: 24/08/2025
Điện thoại giúp nhìn xuyên thấu mọi chất liệu

Điện thoại giúp nhìn xuyên thấu mọi chất liệu

Các nhà nghiên cứu tại viện công nghệ UT Dallas mới đây đã biến những chiếc điện thoại cầm tay thành thiết bị giúp người dùng có thể nhìn xuyên thấu mọi chất liệu như tường, gỗ, nhựa, giấy…

Đăng ngày: 15/06/2025
Mỹ sắp phóng máy bay nhanh gấp 20 lần âm thanh

Mỹ sắp phóng máy bay nhanh gấp 20 lần âm thanh

Trang Space.com cho hay, Cơ quan Dự án Nghiên cứu cấp cao Quốc phòng Mỹ (tức DARPA) đã lên kế hoạch phát triển và bay thử loại máy bay siêu âm có tên X-Plane tốc độ Mach 20 trong năm 2016.

Đăng ngày: 07/11/2024
Với Wysips, pin thiết bị di động không bao giờ cạn

Với Wysips, pin thiết bị di động không bao giờ cạn

Chúng ta đã có công nghệ cho phép định vị điện thoại khi hết pin hoặc gửi tin nhắn ngay cả khi pin cạn nguồn, nhưng bạn nghĩ sao nếu trong tương lai có thể sở hữu một chiếc điện thoại không bao giờ hết pin?

Đăng ngày: 01/07/2024
Quân đội Mỹ sắp thử nghiệm áo giáp ''Iron Man''

Quân đội Mỹ sắp thử nghiệm áo giáp ''Iron Man''

Truyền thông Mỹ đưa tin, Bộ Quốc phòng nước này bắt đầu thử nghiệm loại áo giáp mới cho các binh sĩ chiến đấu trên chiến trường vào mùa hè này.

Đăng ngày: 01/02/2021
Khoa Học News