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数百万颗小钻石点亮烛光

数千年来,人们一直在赞美烛光的迷人之美。但你知道吗,烛光的闪耀实际上是由数百万颗微小、明亮燃烧的纳米钻石创造出来的?事实上,在蜡烛燃烧时,每秒钟大约有 150 万颗微小的钻石在火焰中产生。

挑战得到回应

2011 年,圣安德鲁斯大学的周武宗教授报告说,另一所大学的一位同事发现,没有人确切知道蜡烛的火焰是由什么构成的。周教授下定决心要解开这个谜团,并对他的同事说:"你知道吗?

"我告诉他,我相信科学最终能解释一切" "所以我决定一探究竟"

图片来源:圣安德鲁斯大学

这位好教授和一位名叫苏子学的学生一起,创新了一种取样技术,从蜡烛火焰的中心去除微粒。这是以前从未做过的事情。他们惊讶地发现,火焰中含有所有四种已知形式的碳。

以前的研究表明,火焰底部的碳氢化合物分子在火焰顶部转化为二氧化碳。然而,在周博士发现金刚石纳米颗粒之前,两者之间的过程一直是个谜。

现在,除了石墨碳和无定形碳,他们还发现火焰中心存在富勒烯颗粒钻石纳米颗粒

图片来源:Zoner photo studio

正面证明

利用阳极氧化铝薄膜作为收集器,周教授与苏子学和张扬使用透射电子显微镜和高分辨率透射电子显微镜发布了来自火焰中心位置的烟尘颗粒图像

在面板(c)和(d)中可以看到数量惊人的纳米金刚石颗粒。

图片来源:SemanticsScholar.org

这四幅节选的详细内容包括 (a) 煤烟颗粒的低倍 TEM 图像。(b) 小石墨球的 HRTEM 图像。(c) 显示许多纳米金刚石颗粒的 TEM 图像,以及 (d) 纳米金刚石颗粒的 HRTEM 图像。插图是纳米金刚石沿[001]区轴向放大的图像。A 和 B 的 d 间距分别约为 0.187 和 0.185 nm,可与碳单元格的 (200) 和 (020) 对应。相应的面间角为 92º。

转瞬即逝

遗憾的是,我们无法提取钻石颗粒,因为它们会在提取过程中被烧掉,但这一发现是我们理解烛光为何呈现出奇异、闪亮、迷人外观的关键。

图片来源:亚历山大-斯维里多夫

著名科学家迈克尔-法拉第(Michael Faraday)在 1860 年的一次演讲中就 "蜡烛的化学史"发表了著名演讲,他说

你有金银的闪耀之美,也有红宝石和钻石等珠宝的更高光泽;但这些都无法与火焰的光彩和美丽相媲美。有哪颗钻石能像火焰一样闪耀?

现在我们知道了,法拉第教授钻石就是火焰

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