Диамантите са вечни или поне така изглежда от химична гледна точка. Те притежават изключителна твърдост и устойчивост срещу корозия, не се разтварят в киселини и основи, и на практика не се износват. Диамантът се откроява сред другите минерали с това, че е най-твърдото естествено природно вещество, както и че е най-добрият проводник на топлина. Има най-висока точка на топене (температурата, при която даден материал преминава от твърдо в течно състояние), а и най-голям показател за пречупване на светлина (промяна в посоката на една вълна, вследствие на промяна на нейната скорост, резултат от преминаването от една среда в друга).
Диамантът е твърдата форма на чистия Въглерод (С), чиито атоми са подредени в кристална решетка. Твърдият въглерод съществува под различни форми, познати като алотропни. Алотропията е свойство на химичните елементи да съществуват във вид на няколко прости вещества, различни по строеж, свойства и цвят. В случая при въглерода, атомите са свързани по разнороден начин – диамант (кубична решетка на тетраедър), графит (шестоъгълна решетка), графен (единичен лист графит) и фулерен (кръгова, елипсовидна или цилиндрична форма). Поради химичните си свойства, при нагряване над 800°C, диамантът гори като чист въглерод и образува въглероден диоксид. Това откритие е направено през 1772 г. от френския химик Антоан Лавоазие. Опитът е бил с цел да се получи голям диамант, но резултатът се оказва купчина пепел. Все пак диамантите са само горящ въглерод, макар и със солидна структура.
Диамантът е красив, блестящ и най-често прозрачен. Това е заради скованото нареждане на атомите му, което го прави почти недостъпен за примеси с други елементи. Въпреки това изключения има: Борон (В) и Азот (N). Много малки количества замърсители (около един на милион атома) могат до доведат до изменения при цвета на диаманта: син (Борон – В), жълт (Азот – N), кафяв (примес), зелен (излагане на радиация), както и червен, оранжев, розов и лилав.
Естествените диаманти се срещат рядко в природата и техният добив в големи количества от първични източници е основно от мини в Африка. Това не е единственият начин за получаване на диаманти. От столетия учени се опитват да превърнат обикновени метали в диаманти, подобно на алхимиците през Средновековието. През XIX век са направени първите научни опити за получаване на синтетични диаманти. В основата на тези експерименти е знанието, че при нагряване в отсъствие на кислород, диамантът се превръща в графит. През следващите години се изпробват многобройни пътища за синтез, някои чрез органични съединения, а други чрез обръщане на процеса, т.е. от графит да се получи диамант. По време и след Втората Световна война се наблюдава нарастване на нуждите в промишлеността и военното дело от диаманти. Пробивът в науката става през 1955 г., когато американските изследователи Ф. Бънди, Х. Хол, Х. Стринг и Р. Венторф създават специална апаратура за произвеждане на синтетични диаманти. Процесът използва карбид (съединение на въглерод с метали), температура над 2000 °C и налягане над девет пъти по-високо от нормалното. Продуктът е диаманти с не по-голяма маса от 0,05 карата с черен, жълт или кафяв цвят.
Друг популярен метод за производство на диаманти е използването на химическо наслагване, съвместно и последователно с реакция между газове чрез изпаряване. При нормално налягане, гореща газова смес, съдържаща водород или метан, се пропуска през изходно вещество, т.н. субстрат. Идеята е, че на повърхността на субстрата се оформя диамантът, чрез облъчване на въглерод с микровълни. Вследствие на облъчването, въглеродът се отлага на повърхността на изходното вещество под формата на диамант. Субстратът може да е с различна химична консистенция, но когато е от Силиций (Si), продуктът е поликристален, с други думи се състои от много миниатюрни кристали. Този процес дава възможност за по-голям контрол върху формата на диамантите и се управлява по-лесно, разширявайки хоризонта на синтетичните диаманти. Продуктите включват не само свръхтънки диамантени пластове за микропроцесори, но и кристално чисти, прозрачни диаманти с висока бижутерска стойност.
Интересното е, че синтетичните диаманти намират приложение във всички сфери, в които се ползват и естествените. Благодарение на научното развитие и откритията, свързани с него, диамантите наистина могат да бъдат вечни, както от химична, така и от човешка гледна точка.
***
Важното за теб е на Topnovini.bg! Последвай ни във Facebook, Instagram и Twitter, ела и в групата ни във Viber! Значимите теми и различните гледни точки са още по-близо до теб! Всички са в социалните мрежи – ние също, чети ни!
Добави коментар