Read Time:3 Minute

ദ്രാവക ലോഹ ഉൽപ്രേരകങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് താഴ്ന്ന മർദത്തിൽ (1 atm) വജ്രം നിർമിക്കാവുന്ന പുതിയ രീതി വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു.

പ്രകൃതിദത്ത വജ്രങ്ങൾ രൂപപ്പെടുന്നത് ഭൂമിക്കടിയിൽ ഉയർന്ന മർദവും താപനിലയും ഉള്ള സാഹചര്യങ്ങളിലാണ്. ഇതേ അവസ്ഥ ലാബുകളിൽ കൃത്രിമമായി സൃഷ്ടിച്ചാണ് സിന്തറ്റിക് വജ്രങ്ങൾ നിർമ്മിച്ചു വരുന്നത്. 99% സിന്തറ്റിക് വജ്രങ്ങളും ഉയർന്ന മർദവും ഉയർന്ന താപനിലയും ഉപയോഗിച്ചാണ് നിർമ്മിക്കുന്നത്. മിതമായ സാഹചര്യങ്ങളിൽ വജ്രങ്ങൾ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നത് ഒരു വെല്ലുവിളിയാണ്. പ്രക്രിയയുടെ പരിമിതികൾ കാരണം HPHT (High Pressure, High Temperature) വഴി ഉല്‌പാദിപ്പിക്കുന്ന വജ്രങ്ങളുടെ വലുപ്പം സാധാരണയായി ഒരു ക്യുബിക് സെന്റീമീറ്ററായി പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു. അതായത്-അത്തരം ഉയർന്ന മർദം കൈവരിക്കുന്നത് താരതമ്യേന ചെറിയ ദൈർഘ്യ സ്കെയിലിൽ മാത്രമേ ചെയ്യാൻ കഴിയൂ.

Source: © Yan Gong et al/Springer Nature Limited 2024
A piece of the grown diamond on the solidified liquid metal surface after a growth run (scale bar 500nm)

HPHT യിൽ തന്നെ പല വഴികളിൽ വജ്രങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാം. 50,000-60,000 atm മർദത്തിലും 1300 മുതൽ 1600 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് വരെ താപനിലയിലും ദ്രാവക ലോഹ ഉൽപ്രേരകങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചു വജ്രങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുന്നതാണ് ഇവയിൽ പുതിയ രീതി. ദ്രാവക ലോഹ ഉൽപ്രേരകങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് താഴ്ന്ന മർദ്ദത്തിൽ (1 atm) വജ്രം നിർമിക്കാവുന്ന ഒരു രീതി ഈയിടെ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്. 1 atm മർദ്ദത്തിൽ മീഥേൻ, ഹൈഡ്രജൻ എന്നിവയുടെ സാന്നിദ്ധ്യത്തിൽ ഗാലിയം/നിക്കൽ/ഇരുമ്പ്/സിലിക്കൺ എന്നിവയുടെ മിശ്രിതം അടങ്ങിയ ദ്രാവക ലോഹസങ്കരത്തിന്റെ ഉപ ഉപരിതലത്തിൽ വജ്രം വളരുന്നതായി കണ്ടെത്തി. വജ്രകണങ്ങളുടെ nucleation 15 മിനിട്ടിനുള്ളിൽ നടന്ന്, ഏകദേശം 150 മിനിട്ടിനുശേഷം ഒരു വജ്ര ഫിലിം ആയി മാറുന്നു.

Source: © Yang Gong Diamond can be grown on this metal substrate by passing methane over it when it is liquid

ഇത്തരത്തിൽ ഒന്നോ അതിലധികമോ ഇൻഡിയം, ടിൻ, ലെഡ്, ബിസ്മ‌ത്ത്, ഗാലിയം, ആന്റിമണി, ടെല്ലൂറിയം എന്നീ താരതമ്യേന കുറഞ്ഞ ദ്രവണാങ്കമുള്ള ദ്രവ ലോഹസങ്കരങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചും 1 atm മർദത്തിൽ വജ്രം വളർത്താം.

This sheet of diamonds was grown within a liquid of gallium, iron, nickel and silicon

അവലംബം: Gong, Y., Luo, D., Choe, M. et al. Growth of diamond in liquid metal at 1 atm pressure. Nature 629, 348–354 (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07339-7

തയ്യാറാക്കിയത് : ദീപ കെ.ജി. , ശാസ്ത്രഗതി – ജൂലൈ ലക്കത്തിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചത്.