Российские ученые первыми в мире определили, в каких концентрациях примеси водорода могут находиться в природных алмазах. Водород влияет на многие физические свойства минерала, но ранее методы анализа этого элемента в алмазе давали совсем другие результаты. В новом исследовании ученые ввели дозы водорода в природный бразильский бриллиант и использовали его в качестве образца. Позже химики зафиксировали его характеристики и сравнили с десятью другими природными минералами. Так, они определили количество водорода в алмазах из разных месторождений.
Ученые лаборатории геохимии углерода ГЕОХИ РАН совместно с Физико-техническим институтом им. А. Ф. Иоффе РАН первым в мире определил, в каких концентрациях примеси водорода могут находиться в природных алмазах. Исследование поможет спланировать свойства искусственных алмазов, поскольку примеси влияют на оптические, электрические и другие физические свойства минерала. Об этом RT сообщили в Минобрнауки России. Результаты исследования были опубликованы в журнале Chemical Geology.
Также по теме
«Переходит в свободную форму»: как поглощенный океаном углекислый газ превращается в алмазы
Российские учёные экспериментально установили, что почти половина углекислого газа, поглощаемого океаном из атмосферы, может…
Водород — основная химическая примесь, обнаруженная в алмазах, которые состоят в основном из углерода. Однако выяснить, в каких именно пропорциях водород может присутствовать в алмазе, а также как именно это влияет на качества минерала – непростая задача для химиков. Было известно лишь, что добавка водорода входит в кристаллическую структуру алмаза, замещая атомы углерода и азота. Ранее ученые пытались определить концентрацию водорода с помощью различных методов — от химической до ядерной физики — но они давали результаты, которые слишком сильно различались, чтобы их можно было считать надежными.
В новой работе специалисты изобрели еще один метод. Они имплантировали дозы водорода в один из природных алмазов Бразилии и использовали минерал в качестве образца. Позже химики зафиксировали его характеристики и сравнили с десятью другими природными алмазами, содержащими различную концентрацию водорода.
-
Алмаз со встроенным водородом
-
© Феликс Каминский
Ученые проанализировали минералы с помощью вторично-ионной масс-спектрометрии (ВИМС), которая с высочайшей чувствительностью обнаруживает присутствие нужного элемента. Масс-спектрометр оценивал количество водорода в алмазе по способности минерала поглощать свет в определенных частях инфракрасного (ИК) спектра.
В результате для алмазов из различных месторождений были определены концентрации водорода в диапазоне от 10 до 50 частей на миллион (ppm). РТ).
“Более того, установлена связь между концентрацией водорода в алмазах и величиной поглощения спектра в ИК-излучении, что теперь позволяет определять концентрации водорода экспресс-методом ИК-спектроскопии”, – сказал главный научный сотрудник лаборатории. рассказал RT-минералогическим наукам член-корреспондент РАН Феликс Каминский, кандидат углеродной геохимии Геохимического института РАН, доктор геологических наук.
По мнению экспертов, благодаря исследованиям можно будет лучше понять свойства природных минералов и в будущем придать определенные характеристики искусственным алмазам.
