Diamante Sintético: O real é raro, os diamantes ainda são preciosos se pudermos fazê-los em um laboratório?
De Fouad Sabry
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Sobre este e-book
O que é diamante sintético
O diamante cultivado em laboratório é o diamante produzido por um processo de fabricação, em contraste com o diamante natural criado por processos geológicos e extraído pela mineração.
Como você se beneficiará
(I) Insights e validações sobre os seguintes tópicos:
Capítulo 1: Diamante sintético
Capítulo 2: nanodiamante de detonação
Capítulo 3: Defeitos cristalográficos em diamante
Capítulo 4: Diamante (pedra preciosa)
Capítulo 5: Diamante
Capítulo 6: Pedra preciosa
Capítulo 7: Ciência dos materiais
(II) Responder às principais perguntas do público sobre diamantes sintéticos.
(III) Exemplos do mundo real para o uso de diamante sintético em muitos campos.
(IV) 17 apêndices para explicar, resumidamente, 266 tecnologias emergentes em cada setor para ter uma compreensão completa de 360 graus das tecnologias de diamantes sintéticos.
Para quem é este livro
Profissionais, estudantes de graduação e pós-graduação, entusiastas, hobistas e aqueles que desejam ir além do conhecimento ou informação básica para qualquer tipo de diamante sintético.
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Diamante Sintético - Fouad Sabry
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36 - Matéria Programável
37 - Ponto Quântico
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Um bilião de conhecimentos
Diamante Sintético
O real é raro, os diamantes ainda são preciosos se os conseguirmos fazer num laboratório?
Fouad Sabry
Direitos autorais
Copyright Sintético Diamond © 2021 por Fouad Sabry. Todos os direitos reservados.
Todos os direitos reservados. Nenhuma parte deste livro pode ser reproduzida sob qualquer forma ou por qualquer meio eletrónico ou mecânico, incluindo sistemas de armazenamento e recuperação de informações, sem autorização por escrito do autor. A única exceção é por um revisor, que pode citar pequenos excertos numa revisão.
Capa desenhada por Fouad Sabry.
Este livro é uma obra de ficção. Nomes, personagens, lugares e incidentes são produtos da imaginação do autor ou são usados de forma fictícia. Qualquer semelhança com pessoas reais, vivas ou mortas, eventos ou locais é inteiramente coincidência.
Bónus
Pode enviar um e-mail para 1BKOfficial.Org+SyntheticDiamond@gmail.com com a rubrica Diamante Sintético: O Real é raro, os diamantes ainda são preciosos se os conseguirmos fazer num laboratório?
, e receberá um e-mail que contém os primeiros capítulos deste livro.
Fouad Sabry
Visite o site 1BK em
www.1BKOfficial.org
Prefácio
Por que escrevi este livro?
A história de escrever este livro começou em 1989, quando eu era estudante na Escola Secundária de Estudantes Avançados.
É notavelmente como as escolas STEM (Ciência, Tecnologia, Engenharia e Matemática), que estão agora disponíveis em muitos países avançados.
O STEM é um currículo baseado na ideia de educar os alunos em quatro disciplinas específicas - ciência, tecnologia, engenharia e matemática - numa abordagem interdisciplinar e aplicada. Este termo é normalmente usado para abordar uma política de educação ou uma escolha curricular nas escolas. Tem implicações no desenvolvimento da força de trabalho, nas preocupações de segurança nacional e na política de imigração.
Havia uma aula semanal na biblioteca, onde cada aluno é livre de escolher qualquer livro e ler durante 1 hora. O objetivo da aula é incentivar os alunos a lerem outras disciplinas que não o currículo educativo.
Na biblioteca, enquanto olhava para os livros nas prateleiras, notei livros enormes, num total de 5.000 páginas em 5 partes. O nome dos livros é A Enciclopédia da Tecnologia
, que descreve tudo à nossa volta, from absoluto zero a semicondutores, quase todas as tecnologias, na altura, foram explicadas com ilustrações coloridas e palavras simples. Comecei a ler a enciclopédia, e claro, não consegui terminá-la na aula semanal de 1 hora.
Então, convenci o meu pai a comprar a enciclopédia. O meu pai comprou-me todas as ferramentas tecnológicas no início da minha vida, o primeiro computador e a primeira enciclopédia tecnológica, e ambos têm um grande impacto em mim e na minha carreira.
Terminei toda a enciclopédia nas mesmas férias de verão deste ano, e então comecei a ver como o universo funciona e como aplicar esse conhecimento aos problemas do dia-a-dia.
A minha paixão pela tecnologia começou há mais de 30 anos e ainda assim a viagem continua.
Este livro faz parte da Enciclopédia das Tecnologias Emergentes
que é a minha tentativa de dar aos leitores a mesma experiência incrível que tive quando andava no liceu, mas em vez de tecnologiasdo séculoXX, estou mais interessado nas tecnologias emergentes do século XXI, aplicações e soluções industriais.
A Enciclopédia das Tecnologias Emergentes
será composta por 365 livros, cada livro será focado numa única tecnologia emergente. Pode ler a lista de tecnologias emergentes e a sua categorização pela indústria na parte de Em breve
, no final do livro.
365 livros para dar aos leitores a oportunidade de aumentar os seus conhecimentos sobre uma única tecnologia emergente todos os dias, no decurso de um ano.
Introdução
Como escrevi este livro?
Em todos os livros de A Enciclopédia das Tecnologias Emergentes
, estou a tentar obter insights instantâneos, de pesquisa bruta, diretamente das mentes das pessoas, tentando responder às suas perguntas sobre a tecnologia emergente.
Há 3 mil milhões de pesquisas no Google todos os dias, e 20% delas nunca foram vistas antes. São como uma linha direta para os pensamentos das pessoas.
Às vezes, é Como é que retiro o encravamento de papel
. Outras vezes, são os medos e os desejos secretos que só se atreveriam a partilhar com o Google.
Na minha busca para descobrir uma mina de ouro inexplorada de ideias de conteúdo sobre Diamante Sintético
, uso muitas ferramentas para ouvir dados autocompletos de motores de busca como o Google, e rapidamente escolho todas as frases e perguntas úteis, as pessoas estão a perguntar em torno da palavra-chave Diamante Sintético
.
É uma mina de ouro de pessoas introspeção, posso usar para criar conteúdo fresco, ultra-útil, produtos e serviços. Do tipo que pessoas, como tu, realmente querem.
As pesquisas de pessoas são o conjunto de dados mais importante alguma vez recolhido na psique humana. Portanto, este livro é um produto vivo, e constantemente atualizado por cada vez mais respostas para novas perguntas sobre Diamante Sintético
, feitas por pessoas, tal como tu e eu, a questionarem-se sobre esta nova tecnologia emergente e gostariam de saber mais sobre isso.
A abordagem para escrever este livro é obter um nível mais profundo de compreensão de como as pessoas procuram em torno de Diamante Sintético
, revelando perguntas e perguntas que eu não pensaria necessariamente fora da minha cabeça, e respondendo a estas perguntas em palavras super fáceis e digestivas, e para navegar o livro de uma forma simples.
Por isso, quando se trata de escrever este livro, assegurei-me de que está o mais otimizado e direcionado possível. Este propósito do livro está a ajudar as pessoas a compreender e a desenvolver os seus conhecimentos sobre o Diamante Sintético
. Estou a tentar responder as perguntas das pessoas o mais de perto possível e a mostrar muito mais.
É uma forma fantástica e bonita de explorar questões e problemas que as pessoas têm e responder diretamente, e adicionar insights, validação e criatividade ao conteúdo do livro – até mesmo pitchs e propostas. O livro revela áreas ricas, menos aglomeradas e, por vezes, surpreendentes, de procura de investigação que eu não alcançaria de outra forma. Não há dúvida de que, espera-se que aumente o conhecimento da mente dos potenciais leitores, depois de ler o livro usando esta abordagem.
Apliquei uma abordagem única para tornar o conteúdo deste livro sempre fresco. Esta abordagem depende de ouvir as mentes das pessoas, utilizando as ferramentas de escuta de pesquisa. Esta abordagem ajudou-me a:
Conheça os leitores exatamente onde estão, para que eu possa criar conteúdo relevante que atinge um acorde e impulsiona mais compreensão ao tema.
Mantenha o meu dedo firmemente no pulso, para que eu possa obter atualizações quando as pessoas falam sobre esta tecnologia emergente de novas maneiras, e monitorizar as tendências ao longo do tempo.
Descobrir tesouros ocultos de perguntas precisa de respostas sobre a tecnologia emergente para descobrir insights inesperados e nichos ocultos que impulsionam a relevância do conteúdo e lhe dão uma vantagem vencedora.
Pare de perder tempo com a sensação de tripas e adivinhação sobre o conteúdo procurado pelos leitores e preencha o conteúdo do livro com o que as pessoas precisam e diga adeus às intermináveis ideias de conteúdo baseadas em especulações.
Tome decisões sólidas, e tome menos riscos, para conseguir lugares na primeira fila para o que as pessoas querem ler e querem saber - em tempo real - e usar dados de pesquisa para tomar decisões ousadas, sobre quais tópicos incluir e quais tópicos excluir.
Dinamize a minha produção de conteúdo para identificar ideias de conteúdo sem ter de analisar manualmente as opiniões individuais para poupar dias e até semanas de tempo.
É maravilhoso ajudar as pessoas a aumentar os seus conhecimentos de uma forma simples, respondendo apenas às suas perguntas.
Acho que a abordagem da escrita deste livro é única à medida que ele colide, e rastreia as questões importantes que os leitores fazem nos motores de busca.
Agradecimentos
Escrever um livro é mais difícil do que pensava e mais gratificante do que alguma vez poderia imaginar. Nada disto teria sido possível sem o trabalho concluído por investigadores de prestígio, e gostaria de reconhecer os seus esforços para aumentar o conhecimento do público sobre esta tecnologia emergente.
Dedicatória
Para os esclarecidos, aqueles que vêem as coisas de forma diferente, e querem que o mundo seja melhor. Podes discordar demasiado deles, e podes discutir ainda mais com eles, mas não podes ignorá-los, e não podes subestimá-los, porque mudam sempre as coisas... empurram a raça humana para a frente, e enquanto alguns podem vê-los como os loucos ou amadores, outros vêem génio e inovadores, porque aqueles que são iluminados o suficiente para pensar que podem mudar o mundo, são os que o fazem, e levam as pessoas à iluminação.
Epígrafe
O diamante de laboratório é o diamante produzido por um processo de fabrico, em contraste com o diamante natural criado por processos geológicos e extraído pela mineração.
Tabela de Conteúdos
Diamante Sintético
Outros Livros do Autor
Série por The Author
Diamante Sintético
Direitos autorais
Bónus
Prefácio
Introdução
Agradecimentos
Dedicatória
Epígrafe
Tabela de Conteúdos
Capítulo 1: Diamante sintético
Capítulo 2: Nanodiante detonado
Capítulo 3: Defeitos cristalgráficos no diamante
Capítulo 4: Diamante (pedra preciosa)
Capítulo 5: Diamante
Capítulo 6: Pedra preciosa
Capítulo 7: Ciência dos materiais
Epílogo
Sobre o Autor
Brevemente
Apêndices: Tecnologias Emergentes em Cada Indústria
Capítulo 1: Diamante sintético
Six non-faceted diamond crystals of 2–3 mm size; the diamond colors are yellow, green-yellow, green-blue, light-blue, light-blue and dark blueDiamantes sintéticos de várias cores cultivados pela técnica de alta temperatura de alta pressão
O diamante de laboratório (também conhecido como diamante sintético, diamante criado em laboratório, diamante fabricado, diamante feito pelo homem ou diamante cultivado) é um diamante que é criado através de um processo de fabrico, ao contrário do diamante natural, que é criado através de processos geológicos e extraído através da mineração.
Diamantes de laboratório são quimicamente e fisicamente idênticos aos diamantes naturais. Não devem ser confundidos com simuladores de diamantes, que são construídos de materiais não-diamantíferos. Os diamantes naturais são feitos da mesma substância que os diamantes produzidos em laboratório: carbono puro cristalizado numa forma 3D isotrópica.
As tentativas de síntese de diamantes remontam à viragem do século XX. Entre 1879 e 1928, numerosos cientistas afirmaram ter criado diamantes, mas nenhum foi provado. Na década de 1940, a investigação sistemática sobre o crescimento do diamante começou nos Estados Unidos, na Suécia e na União Soviética, culminando na primeira síntese repetível de diamantes em 1953.
Esta investigação de síntese de diamantes nos Estados Unidos, na Suécia e na União Soviética resultou no desenvolvimento dos métodos de diamante CVD (deposição de vapor químico) e de diamante HPHT (alta temperatura de alta pressão). Estes dois procedimentos continuam a dominar a produção de diamantes sintéticos, no entanto os investigadores identificaram uma terceira e quarta síntese de diamantes. No final da década de 1990, um terceiro processo, conhecido como síntese de detonação, entrou no mercado dos diamantes. A detonação de explosivos contendo carbono produz grãos de diamante do tamanho de nanómetros neste processo. Os cientistas também demonstraram uma quarta técnica de produção de diamantes, usando ultrassons de alta potência para tratar grafite, mas este processo não é atualmente comercialmente viável.
As propriedades do diamante sintético dependem do processo de fabrico. No entanto, alguns diamantes sintéticos (formados por HPHT ou CVD) têm propriedades como dureza, condutividade térmica e mobilidade electrónica que são superiores às dos diamantes mais naturalmente formados. O diamante sintético é amplamente utilizado em abrasivos, em ferramentas de corte e polimento e em pias de calor. Estão a ser desenvolvidas aplicações electrónicas de diamante sintético, incluindo interruptores de alta potência em centrais elétricas, transístores de efeito de campo de alta frequência e díodos emissores de luz. Os detetores de diamantes sintéticos de partículas ultravioleta (UV) ou de alta energia são usados em instalações de investigação de alta energia e estão disponíveis comercialmente. Devido à sua combinação única de estabilidade térmica e química, baixa expansão térmica e elevada transparência ótica numa ampla gama espectral, o diamante sintético está a tornar-se o material mais popular para janelas óticas em lasers e girotrões DEG2 de alta potência. Estima-se que 98% da procura industrial de diamantes seja fornecida com diamantes sintéticos.
A Comissão Federal do Comércio dos Estados Unidos declarou que os termos criados em laboratório, criados em laboratório e criados [nome de fabricante], explicariam mais claramente a natureza da pedra
. Os diamantes CVD e HPHT podem ser cortados em joias e vêm em uma variedade de cores, incluindo branco claro, amarelo, marrom, azul, verde, rosa e laranja. A introdução de joias sintéticas no mercado suscitou preocupações significativas na indústria do comércio de diamantes, o que levou ao desenvolvimento de aparelhos e procedimentos espectroscópicos especializados para distinguir diamantes sintéticos e genuínos.
História
A person standing next to a machine Description automatically generated with low confidenceMoissan tentando criar diamantes sintéticos usando um forno de arco elétrico
Após a descoberta de 1797 de que o diamante era carbono puro, muitas tentativas foram feitas para converter várias formas baratas de carbono em diamante. Os primeiros sucessos foram relatados por James Ballantyne Hannay em 1879 e por Ferdinand Frédéric Henri Moissan em 1893. O seu método envolveu o aquecimento do carvão até 3500 °C com ferro dentro de um cadinho de carbono num forno. Enquanto Hannay usou um tubo aquecido por chamas, Moissan aplicou o seu forno de arco elétrico recentemente desenvolvido, no qual um arco elétrico foi atingido entre hastes de carbono dentro de blocos de cal. O ferro fundido foi então rapidamente arrefecido por imersão na água. A contração gerada pelo arrefecimento supostamente produziu a alta pressão necessária para transformar grafite em diamante. Moissan publicou o seu trabalho numa série de artigos na década de 1890.
Muitos outros cientistas tentaram reproduzir as suas descobertas. Em 1909, Sir William Crookes declarou vitória. Otto Ruff afirmou ter criado diamantes até 7 mm de diâmetro em 1917, mas depois renunciou à sua alegação. O Dr. J. Willard Hershey do McPherson College reproduziu o trabalho de Moissan e Ruff em 1926, produzindo um diamante sintético, que está agora em exposição no Museu McPherson, no Kansas. Apesar das afirmações de Moissan, Ruff e Hershey, outros investigadores não conseguiram replicar a sua síntese.
Sir Charles Algernon Parsons fez as tentativas de replicação mais definitivas. Um notável cientista e engenheiro mais conhecido por inventar a turbina a vapor, passou mais de 40 anos (1882-1922) e uma parte significativa do seu dinheiro a tentar replicar a pesquisa de Moissan e Hannay, mas também adaptou os seus próprios procedimentos. Parsons foi notado pela sua metodologia meticulosamente exata e manutenção de registos metódicos; todas as suas amostras finais foram guardadas para análise independente. Publicou uma série de ensaios, alguns dos quais entre os primeiros em diamantes HPHT, nos quais afirmava ter criado pequenos diamantes. No entanto, em 1928, deu ao Dr.C. H. Desch permissão para imprimir um artigo no qual declarou que não tinham sido feitos diamantes sintéticos (incluindo os de Moissan e outros). Propôs que a maioria dos diamantes criados até então fossem provavelmente fabricados com espinhos.
ASEA
A picture containing text Description automatically generatedPrimeiros diamantes sintéticos da ASEA 1953
A primeira síntese de diamantes conhecida (mas inicialmente não reportada) foi conseguida em 16 de fevereiro de 1953 em Estocolmo pela ASEA (Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget), a maior empresa de fabrico de equipamentos elétricos da Suécia. A partir de 1942, a ASEA empregava uma equipa de cinco cientistas e engenheiros como parte de um projeto ultrassecreto de fabrico de diamantes chamado QUINTUS. A equipa usou um volumoso aparelho de esfera dividida desenhado por Baltzar von Platen e Anders Kämpe. A pressão foi mantida dentro do dispositivo a uma estimativa de 8,4 GPa e uma temperatura