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Diamante artificiale ottenuto a temperatura ambiente

23.11.2020

La nuova tecnologia consente di sintetizzare diamanti artificiali senza un forte riscaldamento e di ottenere anche la lonsdaleite più rara con cristalli particolarmente forti.

In condizioni naturali, i diamanti si formano nelle viscere della Terra. La sua formazione richiede molto tempo, richiede alta pressione e riscaldamento oltre i 1000 °C. È possibile ottenere diamanti sintetici più velocemente, sebbene il processo avvenga ancora a pressioni e temperature enormi. Gli scienziati hanno imparato a fare a meno del riscaldamento solo ora, avendo sviluppato la sintesi di diamanti a temperatura ambiente normale.

Gli atomi di carbonio possono formare una varietà di strutture, dal grafene piatto e nero al diamante ultra resistente e trasparente. Tuttavia, i diamanti sono anche diversi: le particelle nei suoi cristalli possono formare non solo un reticolo cristallino "classico" cubico, ma anche esagonale, formando una forma speciale di diamante: la lonsdaleite. È anche più duro di quello cubico, ma è molto meno comune in natura. Sì, e in laboratorio è più difficile ottenerlo.

Tuttavia, un team internazionale di scienziati guidato dal professore dell'Australian National University Jody Bradby è riuscito a sintetizzare diamanti sia cubici che esagonali senza l'uso di alte temperature. Di norma, per questo cercano di ricreare artificialmente le condizioni dell'interno della terra con il loro calore e la loro enorme pressione. Tuttavia, questa volta, i fisici si sono rivolti a un altro meccanismo naturale per la formazione dei diamanti: il meteorite.

Questi cristalli possono infatti apparire dal carbonio a seguito di potenti impatti dei corpi celesti, non solo sulla Terra, ma anche nello spazio. Si presume che la temperatura non sia importante quanto la forza di taglio, a causa della quale diversi strati del materiale subiscono una forza diretta in direzioni diverse. Immagina una forte spinta in un tavolo con gambe sciolte: il piano del tavolo si muove in una direzione, le gambe si muovono nella direzione opposta.

Pertanto, gli autori hanno progettato un setup che ha permesso di agire su un campione di grafite con una potente forza di taglio e, allo stesso tempo, un'enorme pressione. Dopo aver esaminato il campione al microscopio elettronico, hanno trovato cristalli di diamante. I cristalli cubici formavano il "capillare" più sottile tra gli strati di lonsdaleite. Il processo ha richiesto solo pochi minuti e gli scienziati sperano che possa essere finalizzato per applicazioni industriali e sintesi di massa di questo materiale incredibilmente resistente.

È anche possibile che aumentando ulteriormente la forza di taglio sia possibile ridurre la pressione richiesta per la formazione dei cristalli. Finora, ciò richiede circa 80 GPa - come notano gli autori, "una pressione paragonabile al peso di 640 elefanti africani in equilibrio sulla punta di una scarpetta da ballo".

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Trappola d'aria per insetti 01.05.2024

L’agricoltura è uno dei settori chiave dell’economia e il controllo dei parassiti è parte integrante di questo processo. Un team di scienziati dell’Indian Council of Agricultural Research-Central Potato Research Institute (ICAR-CPRI), Shimla, ha trovato una soluzione innovativa a questo problema: una trappola per insetti alimentata dal vento. Questo dispositivo risolve le carenze dei metodi tradizionali di controllo dei parassiti fornendo dati sulla popolazione di insetti in tempo reale. La trappola è alimentata interamente dall'energia eolica, il che la rende una soluzione ecologica che non richiede energia. Il suo design unico consente il monitoraggio sia degli insetti dannosi che utili, fornendo una panoramica completa della popolazione in qualsiasi area agricola. “Valutando i parassiti target al momento giusto, possiamo adottare le misure necessarie per controllare sia i parassiti che le malattie”, afferma Kapil ... >>

La minaccia dei detriti spaziali al campo magnetico terrestre 01.05.2024

Sempre più spesso sentiamo parlare di un aumento della quantità di detriti spaziali che circondano il nostro pianeta. Tuttavia, non sono solo i satelliti e i veicoli spaziali attivi a contribuire a questo problema, ma anche i detriti di vecchie missioni. Il crescente numero di satelliti lanciati da aziende come SpaceX crea non solo opportunità per lo sviluppo di Internet, ma anche gravi minacce alla sicurezza spaziale. Gli esperti stanno ora rivolgendo la loro attenzione alle potenziali implicazioni per il campo magnetico terrestre. Il dottor Jonathan McDowell del Centro di astrofisica di Harvard-Smithsonian sottolinea che le aziende stanno rapidamente implementando costellazioni di satelliti e il numero di satelliti potrebbe crescere fino a 100 nel prossimo decennio. Il rapido sviluppo di queste armate cosmiche di satelliti può portare alla contaminazione dell'ambiente plasmatico terrestre con detriti pericolosi e una minaccia per la stabilità della magnetosfera. I detriti metallici dei razzi usati possono disturbare la ionosfera e la magnetosfera. Entrambi questi sistemi svolgono un ruolo chiave nella protezione e nel mantenimento dell'atmosfera ... >>

Solidificazione di sostanze sfuse 30.04.2024

Ci sono parecchi misteri nel mondo della scienza e uno di questi è lo strano comportamento dei materiali sfusi. Possono comportarsi come solidi ma improvvisamente trasformarsi in un liquido fluido. Questo fenomeno ha attirato l'attenzione di molti ricercatori e forse ci stiamo finalmente avvicinando alla soluzione di questo mistero. Immagina la sabbia in una clessidra. Di solito scorre liberamente, ma in alcuni casi le sue particelle iniziano a rimanere bloccate, trasformandosi da liquido a solido. Questa transizione ha importanti implicazioni per molti settori, dalla produzione di farmaci all’edilizia. Ricercatori statunitensi hanno tentato di descrivere questo fenomeno e di avvicinarsi alla sua comprensione. Nello studio, gli scienziati hanno condotto simulazioni in laboratorio utilizzando i dati provenienti da sacchetti di perle di polistirolo. Hanno scoperto che le vibrazioni all’interno di questi insiemi avevano frequenze specifiche, il che significa che solo alcuni tipi di vibrazioni potevano viaggiare attraverso il materiale. Ricevuto ... >>

Notizie casuali dall'Archivio

Trovato una sostanza che ripristina i muscoli danneggiati 09.08.2016

I ricercatori della Johns Hopkins University hanno scoperto una proteina che stimola la crescita del tessuto muscolare danneggiato. Con il suo aiuto, sarà possibile trattare le ferite a guarigione lenta degli anziani.

I biologi americani hanno scoperto la proteina beta-1-integrina, che si trova sulla superficie delle cellule staminali e le serve in modo che la cellula possa "sentire" dove si trova. La presenza di integrina fa sì che le cellule staminali indecise si sviluppino come le cellule del tessuto muscolare. Le proteine possono recuperare fino al 50% di un muscolo degenerato.

L'esistenza della proteina era nota in precedenza, ma il suo ruolo nella cellula non era chiaro. La beta-1-integrina - una delle 28 varietà di integrina - supporta la connessione tra la cellula staminale e il suo ambiente e interagisce anche con il fattore di crescita dei fibroblasti, migliorando e dirigendo la crescita e il rinnovamento dei tessuti. Le cellule staminali che invecchiano perdono integrina e non rispondono al fattore di crescita; tuttavia, con l'introduzione delle proteine, anche le cellule di vecchi topi sono state ripristinate con successo.

Gli scienziati ritengono che l'integrina potrebbe essere utilizzata per creare farmaci che promuovono la guarigione muscolare nelle persone anziane che soffrono delle conseguenze di lesioni e malattie degenerative, nonché per curare piaghe da decubito e altre manifestazioni di atrofia muscolare.

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