參考消息網3月30日報道 外媒稱,誕生于地球深處的鉆石不僅能打造成精美的首飾,還能用于量子計算機、植入細胞組織、制造先進傳感器,甚至在牙膏里也能找到它。 據西班牙《趣味》月刊2月號報道,鉆石的開采條件對人類來說非常不利:它們藏身160公里深的地下,在地幔之中,其間溫度高達2000攝氏度,壓強相當于大氣壓的5萬-10萬倍,就是在這樣惡劣的環(huán)境下誕生了地球上最美麗的天然礦石——鉆石。 今天科學家在實驗室模擬上述環(huán)境,以制造人工鉆石,它在工業(yè)上應用廣泛。 要讓這些珍貴的石頭露出地表,需要經過數(shù)百萬年的漫長歷程,最終一次火山爆發(fā)把它們從地球深處帶出。來自遙遠宇宙的流星對鉆石的形成也有影響,因為它提供了鉆石生長所必需的壓力和溫度條件。 彗星促成納米鉆石的形成 鉆石的第三個來源與進入大氣層的彗星有關。彗星經過大氣層時產生的高壓和高溫有利于存在于生物量中的碳迅速合成納米鉆石。在不遠的過去、1.28萬年前就出現(xiàn)過這種巨變:某個宇宙物體的沖擊產生了大量的納米鉆石,科學家發(fā)現(xiàn)它們分布在美洲、非洲、歐洲和亞洲的各個地方。從事這方面研究的加利福尼亞大學地球科學系教授詹姆斯·肯尼特解釋說,“這些鉆石顆粒太小了,很容易被風帶到地球的各個地區(qū)”。 地質學家在北半球方圓5000萬平方公里的地表上發(fā)現(xiàn)了微小的鉆石礦粒。這個發(fā)現(xiàn)是彗星撞擊地球的又一證明,此次撞擊很可能導致地球氣溫急劇下降、洋流變化、北美的大部分動物群消失。 肯尼特說,“沒有這個事件,地球,包括人類都將是另一番景象”。專家還撿到過有大約6600萬年歷史的納米鉆石,那時恐龍正開始滅絕。 熱導電率是銅的5倍的唯一材料 鉆石是唯一能夠劃破玻璃的材料。然而高硬度只是這種由相連的碳原子組成的透明晶體的特性之一,它的另一個優(yōu)點是熱導電率很高,是銅的5倍,這在那些會導致溫度升高的科學和技術領域得到了廣泛應用。例如電腦、手機里的芯片,它的不同層之間用人造鉆石制成的精細薄膜分開,這樣就可以散熱降溫,避免熱量積累。 工業(yè)中使用的大部分鉆石是人造的,因為其機械特性優(yōu)于天然鉆石。珠寶制造則多使用天然鉆石,尤其是那些生長在地幔中的鉆石。在南部非洲、澳大利亞、印度、俄羅斯和一些拉美國家,有很多這種生長在地幔中的鉆石。相反,那些因流星撞擊而形成的鉆石則體積很小,質量很次。 牙膏中也經常用到鉆石,因為它的研磨特性可以作為牙齒清潔劑。除了在衛(wèi)生和化妝品方面的應用,鉆石還有純粹的工業(yè)用途,生產重型機械、作為礦業(yè)開采和瓷器制造工具,還有建筑業(yè)、汽車、電子、光學等產業(yè)中也會用到鉆石。最近幾年,在電腦、量子信息、生物醫(yī)藥和超導體等領域,鉆石也有突出表現(xiàn)。 而在革命性工具量子計算機中,鉆石是關鍵因素。普通的數(shù)字計算機在0和1的二進制系統(tǒng)上運行,稱為“比特”(bit),但量子計算機要遠遠更為強大,它們可以在量子比特(qubit)上運算,可以計算0和1之間的數(shù)值。研究人員發(fā)現(xiàn)量子信息(量子比特)可以使用鉆石晶體或者純硅存儲。這個發(fā)現(xiàn)意味著科學家在研制量子計算機的道路上向前邁出重要一步,量子計算機將永遠改變這個世界。 毫無疑問,鉆石是科技明珠。鉆石在受到激光刺激時會閃爍出熒光,這也是它可以利用的一個優(yōu)點。事實上,有瑕疵的納米鉆石可用來獲取細胞或分子圖像,或者運輸和傳遞抗癌藥物。墨爾本大學研究人員阿斯瑪·哈立德說,“鉆石具有生物兼容性,它可以植入到活細胞中,這將有助于研究細胞的結構和過程”。 鉆石傳感器可以檢測大型基礎設施的裂縫 利用鉆石還能深入探究磁場的秘密。美國和以色列研究人員已經確認,彩色鉆石傳感器能夠有效檢測出高溫超導體中的磁場。科學家認為,鉆石傳感器可用來發(fā)現(xiàn)金屬或者樓房和橋梁等大型基礎設施中的裂縫。此外磁場檢測也可應用于生物醫(yī)藥,它可以捕捉到每個神經細胞釋放的磁場。 加利福尼亞大學伯克利分校物理學家德米特里·布德克爾指出,“鉆石傳感器可以在很高的溫度下工作,這是它的一個優(yōu)點”。 作為自然界的奇跡產物,鉆石,無論它帶有瑕疵或接近完美,還有很多用途等待科學家去發(fā)現(xiàn),而且它有一個非同尋常且極其寶貴的特性:實驗室人造鉆石不會減少屬于天然鉆石的任何一個機械性能。無論是人造鉆石還是天然鉆石,顯然它都不僅僅是一塊美麗的石頭。(編譯/王露) 資料圖片:2013年5月7日,在英國倫敦白金漢宮,女王藝術館王室珍藏的負責人雷諾茲展示一枚17世紀的鉆石圖章。 |
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