常温でダイヤモンドを生成
常温でダイヤモンドを生成/iStock
 ダイヤモンドの永遠の輝きは、地球の奥深くに眠る炭素が、巨大な圧力と1000度を超える熱を受けながら数十億年という時間をかけて結晶化することで生まれる。

 だが地上では、科学者が悠久の時間を無視して、実験室でわずか数分、しかも常温でとても希少な輝きを作ることに成功してしまったようだ。

 こうして作られたダイヤモンドはその性質を活かして、どんな硬いものでも切断するツールや絶対に傷がつかない保護コーティングなどに利用できるという。
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史上初、常温で生成したダイヤモンド「ロンズデーライト」

 この快挙を成し遂げたのは、オーストラリア国立大学とRMIT大学の研究グループだ。

 同グループは、「ダイヤモンド・アンビル・セル(DAC)」という高圧をくわえられる装置を利用し、バレエのトウシューズの爪先ほどの範囲にアフリカゾウ640頭分に匹敵する圧力をかけ、そこにさらに一捻りをくわえた。

 「秘密は圧力のかけ方にあります」と、オーストラリア国立大学のジョディ・ブラッドビー教授は語る。

 同教授によると、圧力をかけると同時に、スライドするような「せん断」という力をくわえたのだという。こうすることで炭素原子がまとまって、史上初めて常温でダイヤモンドや「ロンズデーライト」を生成することに成功した。
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常温でのダイヤ生成の秘密は、物質をスライドさせるように作用する「せん断」

ロンズデーライトは天然のダイヤより硬い

 ほんの数分のうちに常温で作られたといっても、ロンズデーライトは希少なものだ。

 隕石の落下地点などで発見されるそれは、「六方晶ダイヤモンド」とも呼ばれるとおり、六方晶結晶構造の炭素同位体だ。天然の物質でもっとも硬いとされるダイヤよりも58%硬い(なお、名称は結晶学者キャスリーン・ロンズデールに由来)。
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同じ炭素原子でも立方晶構造のダイヤ(左)と六方晶構造のロンズデーライト(右)では並び方が違う
 隕石に含まれるダイヤモンドは「地球外ダイヤモンド」と呼ばれているが、その研究から形成には高温と圧力のほかに、せん断が重要な要素であることが知られていた。

 こうして誕生したダイヤは、まるでロンズデーライトの間を流れる川のようだ。

 「写真は、私たち学際的チームによって開発された新手法によって、ロンズデーライトに挟まれるように形成されたダイヤモンドを映したものです」と説明するRMIT大学のドゥーガル・マカロック教授は、その様子を"川"にたとえる。
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ロンズデーライトに挟まれるように形成されたダイヤモンド。研究グループはその様子を”川”に例える
image credit:RMIT
 彼らは、この方法ならば、産業利用にも十分な量の人工ダイヤモンドを生産できるのではと期待する。ダイヤよりさらに硬い物質で作られた刃は、どんな硬い物質でも切り裂く最強の切断ツールだろう。

 この研究は『Small』(11月4日付)に掲載された。

References:Scientists defy nature to make insta-bling at room temperature - RMIT University/ written by hiroching / edited by parumo
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コメント

1

1. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 09:23
  • ID:3UbqxVEZ0 #

安価に大量生産できるようになればダイヤモンドの価格は大暴落で河原の石同然の価値になるんじゃないか?

2

2. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 09:40
  • ID:uiPJ1JHc0 #

すげぇーー!!
この技術+前に確か取り上げられていた二酸化炭素から炭素だけを取り出してダイヤモンドを作り出す技術を使えばもしかしたら地球温暖化を食い止めつつ産業を発展させることも可能かも!!

3

3. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 09:41
  • ID:HbNBOOLp0 #

ここでさらに一捻り。オリーブオイルを加えます !

4

4. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 09:42
  • ID:W7MfxwkW0 #

ダイヤモンド自体は人工的につくれて、すでに工業製品に使われてたような気が。
安価につくれるなら歓迎だけど

5

5. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 09:56
  • ID:ostTp.410 #

ムカーシ、テレビで
スーパーマンが石炭を手で握りつぶして
ダイヤモンドのでっかいやつを常温で一瞬に作っちまった。
コレ知ってるのジジイ以上。

6

6. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 09:58
  • ID:HiqlACm30 #

結晶を大きくするにはどうしたらいいんだろうね?

7

7. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 09:59
  • ID:.B0n8dvA0 #

そろそろ安くしてくれよ...

8

8. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 10:31
  • ID:kvf63u4a0 #

>>バレエのトウシューズの爪先ほどの範囲にアフリカゾウ640頭分に匹敵する圧力をかけ、


めっちゃ痛そう

9

9. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 10:49
  • ID:bFh9kio60 #

ダイアモンドは放熱性に優れた絶縁体なので超高性能の半導体デバイスが実現できるらしいです。

10

10. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 10:50
  • ID:mJnD98ty0 #

合成ダイヤは天然物と違って不純物の混入がないので工業用途には最適なんだよな

11

11. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 10:56
  • ID:Ef7f1tHv0 #

>>1
ダイヤモンドの価値はデビアス社が価格をコントロールしてる故の幻だよ。
ゴールドのような鉱物としての本質的な価値は全く無い。

12

12. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 12:05
  • ID:8re78K000 #

※9
え〜〜?
実験で真っ赤に燃やし、液体酸素に突っ込んだら
見事消えちゃったぞ
ここまで無茶なことやったらどうしようもねえけど
この場合は硝子のほうが燃えず丈夫だと思うぜ

13

13. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 12:31
  • ID:almvSscK0 #

>>11
もし技術的には量産できるようになっても、圧力かけられて止められるかもね。

14

14. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 12:31
  • ID:pEg2j7an0 #

銀の加工にダイヤモンドのチップ使ってるんだけど2000個しかもたん
58%も固いなら数倍はいけそう😀

15

15. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 12:32
  • ID:AJUZQldP0 #

ロンンズデーライト製悪魔将軍フィギュアはよ。

16

16. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 12:41
  • ID:pEg2j7an0 #

※9、12
ダイヤモンドは放熱性の前に、熱伝導率やぞ
ダイヤモンドでアイススプーン作ったならば、めっちゃアイス掬えるけどすぐに溶け、スプーンは氷のようになって持てないだろうっつーくらい
その他諸々物質素材に興味あるなら、youtubeでNIMS見てみぃ

17

17. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 13:00
  • ID:vEDMfLVo0 #

※5
最近の子は範馬勇次郎だよ

18

18. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 13:14
  • ID:pt4.RdEe0 #

地下の採掘シールド工法に最適

19

19. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 13:45
  • ID:xYua0BQ50 #

>>11
ダイヤは金属加工にめちゃ有用なんだよなあ
アルミとか粘っこい金属なんぞにはダイヤがないと高効率加工できない
なお人工でいい

20

20. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 14:01
  • ID:FZbJOAj.0 #

元素的には全然特別なものじゃないし技術が発展したらさらに価値が下がるねぇ

21

21. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 14:58
  • ID:1NSHdgQN0 #

>>11
一応、半導体なんて用途もあるけれど、それだって高度に管理して作られた人工ダイヤでないといけないもんね。
天然ダイヤの持つ価値なんて、国家が価値を担保する貨幣程度でしかないんだな。

22

22. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 15:02
  • ID:2P1fLVzs0 #

※13
造るのにも圧力かけなきゃいけないしね。

23

23. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 15:34
  • ID:yNRcW1Nj0 #

ダイヤの希少性は小粒な物だけは宝石商による最低保証みたいな物が効くだろうね。
ただ、デカい結晶となるとそれは人工で作るにも大変だから、
ダイヤモンドという「鉱物」か、博物館レベルの「宝石」かでそれぞれ別個の価値は自然と保証されると思う。
ダイヤモンドはとにかく熱の移動に優れるオマケに軽いのでそれこそ熱を発する半導体などの熱移動と放熱に効果的な工業向けが確立されれば、現行の技術でもう少し粘れるだろう。

24

24. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 16:49
  • ID:pPJxNfD.0 #

※4
常温でってのがみそやで

25

25. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 16:50
  • ID:4lO.mRc90 #

※2
余った酸素のせいで大気中の酸素濃度が上がり昆虫が巨大化するんですね?

26

26. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 17:01
  • ID:4lO.mRc90 #

>ダイヤよりさらに硬い物質で作られた刃は、どんな硬い物質でも切り裂く最強の切断ツールだろう。

さあ、ロンズデーライトの矛とロンズデーライトの盾で勝負するんだ!!

27

27. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 17:23
  • ID:1NSHdgQN0 #

>>9
半導体の話なら、放熱性よりもエネルギーギャップが理由じゃなかったっけ?

28

28. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 17:41
  • ID:AYyi4QaC0 #

※16
熱伝導率=放熱性やぞ
シリコン等の半導体は大電力扱うと放熱が追いつかなくて自壊するけど
ダイヤモンドなら金属より高い熱伝導率を活かしてガンガン冷やしながら大電力を扱うことができる
その他にも半導体としての特性が現状の半導体を凌駕しているから「究極の半導体材料」とか言われるほど

29

29. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 18:31
  • ID:AQq9vYda0 #

既に高温高圧法以外にCVD法でも人工ダイヤが作られているのにメリットあるのかな?

30

30. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 18:50
  • ID:azoy1bDl0 #

パタリロ殿下が卒倒しているに違いない。

31

31. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 19:20
  • ID:pEg2j7an0 #

>>28
ノー、放熱性は物質形状&表面積やど

32

32. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 19:27
  • ID:8hCXBEry0 #

デビア〇社「邪魔なやつらだ・・・。ゴルゴに連絡をとってくれ」

33

33. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 20:04
  • ID:Z5c7ApfU0 #

これで天然のカラーダイヤの原理も分かるのかな

34

34. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 20:55
  • ID:wOFHh3dK0 #

金・銀・パール プレゼント♪

35

35. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 21:18
  • ID:MyEO8Em50 #

六方晶ダイヤモンド!「宝石の国」の金剛先生やん!最終アイテム生誕かな。

36

36. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 21:50
  • ID:0Zet83nE0 #

天然のダイヤモンドの埋蔵量はロシアの地下だけでも値崩れしておかしくない程の量があるそうだ。色付きはそこでしか採れないから高価なんだと。
マツコの知らない世界に出てきた宝石商が言ってた。あと何かの番組でも。

37

37. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 23:02
  • ID:rxWUuKME0 #

宝石の国の金剛先生つくれるじゃん

38

38. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 23:05
  • ID:eBZgiEM40 #

※11
"本質的な価値" て言葉の意味はあいまいだけど、
ゴールドのような「あらゆる人類文化で高価値と認められている」という意味では、たしかにダイヤモンドに本質的な価値は無いね。デビアスさんの宣伝上手の勝利。

でも、ゴールドのような「技術的に高い利用価値がある」と言う意味では、ダイヤモンドもけしてゴールドに劣るものではないよ。

39

39. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 23:10
  • ID:4b9ZJtb30 #

※12
この六方晶ダイヤモンドだって真っ赤になるまで加熱したら消えるはず。
所詮炭素だから、二酸化炭素か一酸化炭素になって気体になって見えなくなるのではなかろうか

40

40. 匿名処理班

  • 2020年11月25日 23:46
  • ID:GhVUK5o10 #

>>22
ウマイ^_^

41

41. 匿名処理班

  • 2020年11月26日 00:13
  • ID:C9pFafBF0 #

>>8
私もトウシューズはいたバレリーナにめちゃくちゃ圧力かけるのをイメージしてしまって同じ感想を抱いた

42

42. 匿名処理班

  • 2020年11月26日 00:34
  • ID:OuZdhU470 #

夢を壊すようで悪いけど室温超電導のニュースと同じで、こんなのは熱エネルギーを掛けるか、圧力を掛けるかの違いでしか無いんだよ。
トウシューズの例がわかりやすいが、文字通り高圧をかけられるのはそれくらいかなり狭い範囲だけで、最後の画像を見るとそこまで大きなダイヤモンドは作れないだろう。実用的かさえ疑わしい。
もちろん、そんな高圧を実現できる機器もそこら中にあるわけじゃない。

43

43. 匿名処理班

  • 2020年11月26日 01:14
  • ID:2JiZrHjD0 #

隕石などで自然に生成されたロンズデーライトは、不純物の影響でダイヤモンドよりずっと柔らかい(傷つきやすい)らしい。不思議な世界だね。

44

44. 匿名処理班

  • 2020年11月26日 02:00
  • ID:.wfpCcgq0 #

※37
なお最新話・・・(ゴニョゴニョ)

45

45. 匿名処理班

  • 2020年11月26日 10:17
  • ID:qYuxdjPS0 #

説明や例えがすごくわかりやすくて勉強になった
あとダイヤにも硬さに違いがあると知り驚いた

46

46. 匿名処理班

  • 2020年11月26日 20:59
  • ID:P5MfEu2p0 #

※6
惑星位な? もっと大きな力と圧力だろうけど、限度はありそうだね
こう、ガチャンと捩じって六角形を立体にするんだろうね
で、グリンと引っ張りながら捩じると横に伸びて更に固くなる、と

47

47. 匿名処理班

  • 2020年11月27日 11:21
  • ID:DXhfHbNM0 #

現行製法より安価に生産できるとしても破格の値ではなく今の物より多少は安い程度でないと開発費回収できないでしょ、この手の話で実用化されるなんてほぼ0

48

48. たまご

  • 2020年12月06日 23:21
  • ID:rrHPXkW90 #

炭素から構成されて透明な鉱物は全部ダイヤモンドってことかな?
並び方が異なっても同じ呼び方することに少し違和感を感じました。
ダイヤモンド科ダイヤモンド
ダイヤモンド科ロンズデーライト
って感じでしょうか。

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