
Obasjavajući laserom tanke slojeve ugljika dobiven je Q-ugljik (Q-carbon), Q od engleske riječi quenching (hlađenje). Do sada nepoznata alotropska modifikacija ugljika, nikada otkrivena u prirodi.
Dijamanti su nastali duboko u unutrašnjosti Zemlje kristalizacijom iz rastaljenog ugljika pri vrlo visokom tlaku. Kojem tlaku? Odgovor na to pitanje daje nam fazni dijagram ugljika, kojeg možemo kao i fazni dijagram vode naći u svakom kemijskom udžbeniku. Oba dijagrama imaju trojnu točku.
Za vodu se trojna točka nalazi tek stotinku stupnja iznad ništice (0,01
oC ili 273,16 K). To znači da pri toj temperaturi tekuća voda, led i vodena para stoje u ravnoteži - voda niti isparava, niti se ledi. Tlak pare iznad vode (i dakako leda)
iznosi točno 611,73 Pa (= 0,006 bar), pa se trojna točka vode tako i označava (273,16 K/611,73 Pa).
Trojna točka ugljika definira se malo drugačije. Pri temperaturi od 5000 K i 12GPa rastaljeni ugljik i dvije njegove krute alotropske modifikacije, grafit i dijamant, stoje u ravnoteži. To znači da se dijamant ne može dobiti iz taline na temperaturi nižoj od 5000 K i tlaku manjem od 12GPa (što je isto kao i 120 tisuća bara). No to ipak ne znači da se ne može dobiti iz grafita.
Točno je da se dijamant može dobiti i iz grafita pri nižem tlaku i temperaturi, no oni su svejedno još uvijek vrlo visoki. Umjetni se dijamanti naime proizvode grijanjem grafita na 2000 K pri tlaku od 6-10 GPa, no u smjesu se dodaju i katalizatori (obično je to željezo, koje je pri tim uvjetima, razumije se, rastaljeno) da bi se proces ubrzao. (Inače bi se dobili sasvim mali dijamanti.) To su znanstvene činjenice, koje jasno proizlaze iz faznog dijagrama ugljika. Pri visokim se tlakovima grafit pretvara u dijamant, a pri nižim dijamant se (grijanjem) pretvara u grafit. Drugim riječima, dijamant je metastabilna modifikacija ugljika pri nižim, a grafit pri višim tlakovima.
Tako je bilo sve do kraja ove godine, sve dok nisu izašla dva znanstvena rada dvojice znanstvenika (Jagdish Narayan i Anagh Bhaumik) s Državnog Sveučilišta Sjeverne Karoline (North Carolina State University). U njima su opisali nastajanje nove, dotad nepoznate alotropske modifikacije ugljika. Novu su tvar opisali kao "amorfnu metastabilnu fazu ugljika", a to znači da, prvo, nije riječ o kristalu, a - drugo - da nova faza lako prelazi u neku drugu fazu (oblik) ugljika. U koju? U fazu dijamanta -
i to pri običnom, atmosferskom tlaku!
Komentar: Pogledajte također: