ANU doktorand Xingshuo Huang håller diamantstädet som teamet använde för att tillverka diamanterna i labbet. Kredit:Jamie Kidston, ANU
Ett internationellt team av forskare har trotsat naturen för att göra diamanter på några minuter i ett laboratorium vid rumstemperatur - en process som normalt kräver miljarder år, enorma mängder tryck och superheta temperaturer.
Laget, leds av The Australian National University (ANU) och RMIT University, gjort två typer av diamanter:den typ som finns på en förlovningsring och en annan typ av diamant som heter Lonsdaleite, som finns i naturen på platsen för meteoritnedslag som Canyon Diablo i USA.
En av de ledande forskarna, ANU-professor Jodie Bradby, sa att deras genombrott visar att Stålmannen kan ha haft ett liknande trick i rockärmen när han krossade kol till diamant, utan att använda sin värmestråle.
"Naturliga diamanter bildas vanligtvis under miljarder år, cirka 150 kilometer djupt i jorden där det finns höga tryck och temperaturer över 1, 000 grader Celsius, " sa professor Bradby från ANU Research School of Physics.
Laget, inklusive tidigare ANU Ph.D. forskare Tom Shiell nu vid Carnegie Institution for Science, tidigare skapat Lonsdaleite i labbet endast vid höga temperaturer.
Denna nya oväntade upptäckt visar att både Lonsdaleite och vanlig diamant också kan bildas vid normala rumstemperaturer genom att bara applicera höga tryck - motsvarande 640 afrikanska elefanter på spetsen av en balettsko.
"Tvisten i historien är hur vi applicerar trycket. Förutom mycket höga tryck, vi låter kolet också uppleva något som kallas "skjuvning" - som är som en vridande eller glidande kraft. Vi tror att detta tillåter kolatomerna att flytta på plats och bilda Lonsdaleite och vanlig diamant, " sa professor Bradby.
Den ledande forskaren professor Dougal McCulloch och hans team vid RMIT använde avancerade elektronmikroskopitekniker för att fånga fasta och intakta skivor från experimentproverna för att skapa ögonblicksbilder av hur de två typerna av diamanter bildades.
"Våra bilder visade att de vanliga diamanterna bara bildas i mitten av dessa Lonsdaleite-vener under denna nya metod som utvecklats av vårt tvärinstitutionella team, " sa professor McCulloch.
"Att se dessa små "floder" av Lonsdaleite och vanlig diamant för första gången var bara fantastiskt och hjälper oss verkligen att förstå hur de kan bildas."
RMIT-teamets bilder visade att de vanliga diamanterna bara bildas i mitten av dessa Lonsdaleite-vener under denna nya metod som utvecklats av det tvärinstitutionella teamet. Kredit:RMIT
Lonsdaleite, uppkallad efter kristallografen Dame Kathleen Lonsdale, den första kvinnan som valdes till stipendiat i Royal Society, har en annan kristallstruktur än vanlig diamant. Det förutspås bli 58% svårare.
"Lonsdaleite har potential att användas för att skära igenom ultrafasta material på gruvplatser, " sa professor Bradby.
"Att skapa mer av denna sällsynta men superanvändbara diamant är det långsiktiga syftet med detta arbete."
Ms Xingshuo Huang är en ANU Ph.D. forskare som arbetar i professor Bradbys labb.
ANU-professor Jodie Bradby håller i diamantstädet som teamet använde för att tillverka diamanterna i labbet. Kredit:Jamie Kidston, ANU
"Att kunna göra två typer av diamanter i rumstemperatur var spännande att uppnå för första gången i vårt labb, " sa fru Huang.
Laget, som involverade University of Sydney och Oak Ridge National Laboratory i USA, har publicerat forskningsresultaten i tidskriften Små .
