Je možné roztavit diamanty do kapaliny?

apalný uhlík skutečně existuje, ale možná překvapivě je o něm známo relativně málo. Existuje pouze nad přibližně 4000 $ \ \ mathrm {K} $ a $ 100 \ \ mathrm {atm} $, což nejsou triviální podmínky pro udržení a zkoumání. Určitě existuje mnoho teoretických studií o vlastnostech kapalného uhlíku. Fázový diagram pro uhlík najdete zde , i když je to pravděpodobně jen hrubý průvodce. Specifické vazebné vlastnosti atomů uhlíku v kapalné fázi se do jisté míry stále jeví jako nejisté, protože uhlík je velmi univerzální a může vytvářet velmi odlišné struktury (což lze snadno vidět při srovnání jeho dvou nejběžnějších fází, grafitu a diamantu). Tento zdroj naznačuje, že vazba v kapalině se průběžně mění mezi lineárními acetylenickými řetězci, grafitovými a diamantovými strukturami, v závislosti na přesných podmínkách.

Upravit : Teď si uvědomuji, že získávání tekutého uhlíku a tavení diamantů jsou dvě mírně odlišné věci. Tekutý uhlík je triviální získat ve srovnání s tavením diamantu. Jak jste zmínili, zahřívání diamantu při relativně nízkých tlacích způsobí jeho přeměnu na grafit, než se může roztavit. Jediným způsobem, jak tomu zabránit, by bylo využití nepatrného rozdílu v hustotě mezi grafitem a diamantem; protože diamant je hustší, zvýšený tlak jej mírně stabilizuje, čímž se sníží tendence diamantu vrátit se zpět ke grafitu.

Budete však potřebovat velký tlak! Důrazně řečeno, podle výše uvedeného fázového diagramu , získat kapalný uhlík přímo z tavení diamantu by vyžadovalo tlak alespoň 10 $ \ \ mathrm {GPa} $, což je přibližně 10 $ 5 \ \ mathrm {atm} $. Abychom to uvedli do perspektivy, jde o $ 1/30 $ tlaku ve středu Země. Je překvapivé, že takových absurdních tlaků v laboratoři skutečně můžeme dosáhnout komprimací dvou diamantů proti sobě . Pokud by však bylo dosaženo podmínek požadovaných pro tavení diamantu (a jeho udržení v roztavené formě), pravděpodobně by to ohrozilo integritu nástroje a způsobilo katastrofické (možná výbušné) selhání, takže si nemyslím, že by někdo záměrně tavil diamanty v nejbližší době! Mohly by být použity i jiné techniky ( laserové inerciální vězení , lehké plynové zbraně atd.), ale věřím, že většina by přechodně vyrobila tekutý diamant.

Uhlík, který tvoří diamant, určitě může existovat jako kapalný a fázový přechod mezi diamantovou fází a kapalnou fází se zdá být možný na základě tohoto fázového diagramu . Zda lze skutečně pozorovat tání diamantů záleží však na kinetice: Fázový přechod může být příliš pomalý, než aby byl pozorovatelný na lidské časové škále.

Komentáře

• Zatímco transformace alokace diamantu na grafit je velmi pomalá i při středně vysoké teplotě. Tavení není tak kineticky omezenou věcí '. Více než 4 000 K věci velmi zrychluje a tavení probíhá rychle nebo vůbec.