Diamenty to delikatne kamyki, które nie będą wieczne

„Diament jest wieczny” - napisał słynny tekst reklamowy De Beers z 1947 r., A teraz banał.

Ale to nieprawda, oczywiście. Podstawowa intuicja szkoły podstawowej mówi nam, że diamenty nie mogą być wieczne trochę skala czasu. Ale jak długo? W jakich warunkach możesz przyspieszyć niszczenie diamentu?

Jest więcej niż jedna droga do diamentu. A niektóre są łatwiejsze niż myślisz.

Zniszcz to

Diament jest jednym z najtwardszych materiałów na planecie, ale nie jest niezniszczalny. Ze względu na tę właściwość nie jest łatwo porysowana - ale diament wciąż jest podatny na odpryski i pęknięcia. Po złamaniu diamentu nie można go naprawić, tylko pociąć na mniejszy klejnot.

Stosunkowo łatwo jest rozbić diament na milion bitów - obserwuj, jak australijski naukowiec w średnim wieku robi to młotkiem:

Ta opcja nie niszczy diamentu na poziomie chemicznym; po prostu rozkłada większy kryształ na kilka mniejszych. Jeśli chcesz całkowicie zabić diament, będziesz musiał pracować trochę ciężej niż sproszkowanie.

Podgrzej to

Diament i grafit są kryształami czystego węgla. Różnią się tylko strukturą - konfiguracją atomów. Co ciekawe, w normalnych temperaturach i ciśnieniach na powierzchni Ziemi grafit jest bardziej stabilny chemicznie niż diament.

Oznacza to, że w wystarczająco długim przedziale czasowym diamenty rozpadną się na grafit. Potrzeba jednak ogromnej ilości energii, aby rozerwać wiązania chemiczne w diamentie, aby mógł się przekształcić w grafit. W rezultacie degradacja w normalnych warunkach atmosferycznych zachodzi tak powoli - przez miliardy lat - że jest nieistotna w jakimkolwiek przedziale czasowym istotnym dla ludzkiej egzystencji.

Wyobraź sobie degradację diamentu jak upadek z pary dziur, pisze na swoim blogu Christopher Baird, profesor fizyki z University of Massachusetts Lowell:

„Sytuacja przypomina nieco stanięcie na dnie małego otworu. Obok twojej dziury znajduje się jeszcze głębszy otwór, ale ściana oddziela cię od głębszego otworu. Nie wpadasz po prostu w głębszą dziurę, bo na drodze jest ściana. Ale jeśli dostaniesz wystarczającą ilość energii, aby przeskoczyć przez ścianę, wpadniesz w głębszą dziurę. Pierwszy otwór jest jak stan energetyczny diamentu, a głębszy otwór to stan energetyczny grafitu. Kiedy podgrzewasz diament lub bombardujesz go jonami, atomy zyskują wystarczającą ilość energii, aby wyskoczyć ponad barierę energetyczną i zmienić konfigurację na grafit. ”

Kiedy diament robi się naprawdę gorący - powiedzmy, gdy jest używany jako ostrze do wiercenia w bardzo twardym materiale - diament ulega degradacji znacznie szybciej i może odpaść jako grafit.

Spalić

Diamenty są wykonane z węgla, więc - podobnie jak wszystko inne z węgla - powinny się palić, prawda? I rzeczywiście tak robią.

Reakcja wymaga więcej tlenu niż jest łatwo dostępna w atmosferze, ale umieść diament w czystym gazie tlenowym (lub ciekłym tlenie), a ciepło ze zwykłej lampy lutowniczej wystarczy, aby ją podpalić. Efekt końcowy? Nigdy więcej diamentu, tylko zwykły dwutlenek węgla.

Napromieniuj to

Naukowcy z Uniwersytetu Macquarie w Australii opublikowali w 2011 r. Artykuł potwierdzający, że diamenty wystawione na intensywne promieniowanie UV po prostu wyparują.

Proces ten, podobnie jak degradacja diamentu do grafitu, zachodzi w niezauważalnym tempie w normalnych warunkach środowiskowych. Nawet w bardzo jasnym świetle słonecznym lub w łóżku opalanym promieniami UV, diament musi zostać dotknięty w sposób widoczny.

Ale przy wysokim poziomie promieniowania w warunkach laboratoryjnych w diamentie pojawiają się ślady po zaledwie kilku sekundach. Jeśli zdarzy ci się mieć łatwe źródło intensywnego światła UV, parujące diamenty byłyby całkiem fajną sztuczką imprezową.