Секретная установка челябинского кулибина позволит продлить срок службы батарейки смартфона до 7000(!) лет. Южноуральский изобретатель добыл алмаз в домашних условиях и впервые решился рассказать в прессе о своем ноу-хау.
В творческом багаже основателя международного проекта Emiba, бывшего контрразведчика, майора запаса Василия Кузьминых четыре официально зарегистрированных патента. О каждом в отдельности получился бы увлекательный рассказ. Достаточно сказать, что в числе прочих придумок есть искусственная мышца. Но сегодня речь пойдет о «крайней» установке, которая в патенте скромно названа «гидропресс». Впрочем, это, скорее, псевдоним. «Концентратор» - так с любовью прозвал свое детище Василий Михайлович - выполнен из высоколегированной стали. В него вставляется капсула с графитом и... - происходят чудеса. А точнее - рождается алмаз.
Л юбое изобретение - это устранение противоречий. В случае с концентратором потребовалось 20 лет кропотливой работы, чтобы устранить все противоречия и получить результат. Лишь на пятом эксперименте Кузьминых удалось «добыть» собственный искусственный алмаз. Он, правда, получился черный и небольшой - 1,6 на 1,2 мм. Но это был настоящий алмаз! Для подтверждения изобретатель поцарапал им все, на чем только можно было проверить. Кристалл оставил следы даже на самом прочном материале, имеющемся под рукой, - на спеченном твердосплаве вольфрамовой группы ВК6.
Когда служил в военной контрразведке, одной из решаемых задач было не допустить диверсий и вредительства, подрывающих боеготовность войск на территории воинских частей. Еще тогда услышал информацию, которой потом воспользовался, - вспоминает изобретатель. - Для управления самолетом летчикам приходится надевать плотно прилегающую маску и дышать смесью воздуха с чистым кислородом. Газообразный медицинский кислород хранят в баллонах высокого давления. Срок использования баллонов регламентирован. При проверке их заполняют водой под давлением, превышающим рабочее в два раза, и проверяют на прочность в сейфе за толстым бронебойным стеклом, чтобы обнаружить наличие или отсутствие запотевания на поверхности. Я предложил их заморозить, зная, что вода расширяется при замерзании. «Так ведь лед порвет баллон!» - последовал ответ. И эта фраза засела мне в голову. А, спустя годы, вдруг родилась идея.
На нашей планете есть уникальное вещество - вода. Уникальность в том, что она находится в трех устойчивых агрегатных состояниях одновременно - лед, жидкость и пар. Энергию, которая выделяется при переходе из жидкости в пар, человечество уже поставило себе на службу. Первые паровые машины были изобретены, как известно, в XVII веке. Но, возможно, они появились еще тогда, когда человек поставил на огонь металлическую посуду, стал что-то варить, а крепко насаженную крышку сорвало паром. Сейчас даже на атомных электростанциях турбины крутит пар. А другой процесс, когда из жидкости получается лед, почему-то человечество не взяло на вооружение. Даже борется с ним. Помните, как мы боимся размораживания радиаторов отопления и труб, заполненных водой? Не используем в системе охлаждения ДВС автомобилей воду, а только антифриз или тосол. Словом, это направление пока человечеству неинтересно.
Что такое алмаз? Это аллотропная форма углерода. При производстве и синтезе искусственных алмазов, как отмечают те, кто с ними работает, нужны огромное давление, большая температура и много времени. В основе концентратора Василия Кузьминых - вода, точнее, явление превращения воды из жидкости в лед (замерзание) и сопутствующее этому увеличение объема (расширение). Перед изобретателем встала задача, как сконцентрировать давление и направить эту мощь так, чтобы она совершала полезную работу, а не
разрывало установку. Потребовалась конструктивно-инженерная мысль. 11 лет ушло на изобретение, расчеты, подбор материалов, изготовление концентратора и патентование. Камера сверхвысокого давления в концентраторе - еще одно ноу-хау Василия Михайловича. Теоретически в этой установке можно создать любое давление, хоть два миллиона атмосфер - как в недрах Земли. Вопрос в том, какими доступными человечеству материалами такое сверхвысокое давление можно долго удерживать? Таких материалов на земле пока нет. Даже самый твердый после алмаза твердосплав - победит (ВК6, ВК8) - при таком давлении превращается в песок.
- Когда вы поняли, что получилось, какие чувства испытали?
Да ничего я не испытал. Понял, что надо работать дальше. Когда вплотную занялся концентратором, привлек компаньонов. Объединились в команду с названием Emiba и сейчас пытаемся реализовать международный проект. В коллективе 12 человек - инженеры, программисты, финансисты. Стало понятно: для того, чтобы все дальше развивать, нужны средства. Но как их привлечь, чтобы при этом не украли идею?..
Кузьминых убежден, что проект имеет мировое значение. Он написал в 2007 году о своем изобретении в администрацию Президента РФ. С помощью концентратора, по словам Василия Михайловича, можно творить чудеса. Технология просто прорывная! Она позволит значительно удешевить синтез алмазов и сделать его безопасным. «В нашем случае, даже если произойдет разрушение, то взрыва не будет, никуда лед-то дальше не полетит...» Из администрации Президента пришел ответ: «Изобретение направлено на рассмотрение в Российскую академию наук».
Сейчас команда Кузьминых ищет инвесторов для создания усовершенствованной модели концентратора. Главная цель - создание масштабного предсерийного образца, позволяющего получить крупный монокристалл алмаза, который можно
использовать в промышленности. Для этого нужно концентратор увеличить в 12-15 раз. Представляете, какая эта будет мощная установка, если уж сейчас в собранном виде поднять концентратор невозможно - весит под сто килограммов.
Предсерийный образец будет «упакован» всевозможными датчиками (температуры, давления, перемещения...), чтобы отслеживать процесс, контролировать и влиять на него. Необходимо создать трехмерную виртуальную и математическую модель, провести дополнительные исследования процессов, происходящих в концентраторе при получении алмазов, а также протестировать новые конструкторские решения, полученные при испытаниях лабораторного образца, чтобы не потратить лишние деньги. Необходимо найти оптимальный вариант давления, при котором будут наименьшие затраты и наилучшие качественные показатели синтезируемых алмазов. А контролировать процесс нужно в первую очередь для того, чтобы не пропустить главную фазу - появление кристалла. Иначе можно так «давануть», что он либо попросту рассыплется, либо получишь такой материал, что вместо использования его по назначению придется снова ломать голову на его применением.
Мы планируем получить алмаз покрупнее - с габаритами 10 мм. С ним уже можно будет выходить на международный уровень. И тогда нас, наверняка, спросят: «А можете синтезировать алмаз с кулак?» И мы ответим: «Нет, с кулак не можем, но с куриное яйцо - сделаем!». Чем интересны искусственные алмазы, которые создают в промышленных масштабах? Они будут использоваться при создании сверхмощных процессоров при производстве компьютеров и смартфонов. Сейчас все девайсы работают на подложке из кремния. Если сделать алмазную подложку, можно будет значительно увеличить вычислительные мощности, по другому строить архитектуру процессора, сделать его многоэтажным. Кстати, по подсчетам зарубежных ученых, можно будет
изготавливать «алмазные» батарейки, период разряда которых составит 7000 лет! Купил однажды - и передавайте практически бесконечно по наследству (смеется).
Каков самый оптимистичный прогноз? Считаете, внедрение вашего концентратора в промышленное производство изменит жизнь человечества?
Вообще мы мыслим глобально. Изобретениями должна пользоваться вся цивилизация. Постоянно идет техническая работа, сложная, но прогрессивная. Однако слишком далеко я не заглядываю. Одно могу сказать, вычислительная техника, которая сейчас на службе человечества, дошла до своего предела. Большей мощности на подложках из кремния уже не может развивать. За последние 20 лет человечество, конечно, сделало большой шаг. В каждом доме есть компьютер, смартфон, получаем сетевую информацию - гаджеты улучшают качество жизни. Но дальше - нужны другие мощности. Синтезированные алмазы позволят значительно упростить и удешевить производство процессоров, а также увеличить их производительность для решения более сложных задач. Разработка недр и освоение космоса требуют больших вычислительных возможностей...
- А на какие еще чудеса способен ваш концентратор?
Натрий (металл) после воздействия давления 400000 атмосфер меняет свои свойства - становится диэлектриком и прозрачным кристаллом. То есть алхимия получается! Был металл, стал неметалл. Ток не проводит, но внутри у него атомы натрия. Вот вам чудеса! Сжимая графит давлением в интервале значений от 300000 до 1000000 атмосфер, можно получить новую сверхтвердую форму углерода, которая не является алмазом и не сопоставима ни с одним известным на Земле веществом. То есть речь идет о качественно новых материалах высокой прочности, которых пока на нашей планете нет или нам о них просто пока неизвестно. Но это так - коротенько... - загадочно улыбается изобретатель.
- Открытие, подтвержденное экспериментом... Не хотите на Нобелевскую премию заявиться?
Нобелевская... - не наша цель. У нас цель - насытить мировой рынок искусственных алмазов, сделать их доступными для всего населения планеты.
- Василий Михайлович, а вопрос безопасности вы как решаете?
Дело в том, что сейчас вся информация, от которой зависит успех проекта, пока только в моей голове...
- Вот и я о том же. Мозги иногда воруют. Причем вместе с человеком...
Но ведь у меня - старая школа контрразведки... Пусть попробуют.
Для справки
Синтетические алмазы могут стать основой электроники будущего. Уже сегодня их используют практически во всех сферах высоких технологий, и, по общему мнению экспертов, роль их будет неизменно возрастать. Лазерная, космическая техника, радиооптика, шлифовка современных сверхпрочных материалов, строительство... - перечислять области применения можно бесконечно.
На заметку
Наиболее перспективный рынок для крупных высококачественных искусственных алмазов - промышленность. К слову, в оптике и электронике природные алмазы не используются. На их создание у Земли уходит не один миллион лет. Чтобы минерал рос идеальным, нужны постоянные «тепличные условия». Но это нереально для такого временного промежутка. Кристаллы видоизменяются под воздействием агрессивных внешних факторов, а в электронике нужен безупречный алмаз.
Выращивание кристаллов рубина в домашних условиях доступно для всех желающих. Для работ не потребуется оборудованная лаборатория, получение теоретических и практических знаний в области минералогии, покупка специальных химических реактивов. Все необходимое найдётся на кухне.
Начинать выращивание рубинов советуют с небольших объёмов. Сначала приобретается опыт, понимается весь процесс, а затем уже начинается непосредственная систематическая работа. Синтетическое создание собственных рук не будет уступать в красоте и привлекательности природным минералам. Камни пользуются спросом у ювелиров, поэтому удачный опыт может принести дополнительный доход, если найти рынок сбыта.
Способов выращивания несколько. Советуют попробовать все варианты, затем остановиться на понравившемся.
Искусственные драгоценные породы, созданные человеком, по химическому содержанию и физическим свойствам не от натуральных. Преимущество домашних технологий в том, что они позволяют создать идеально чистые породы. В природе такое случается крайне редко. Ювелирные качества лабораторных образцов довольно хорошие. Другой плюс минерала – стоимость. Камни дешевле, чем их оригиналы, зарождающиеся в глубоких шахтах.
Вырастить кристалл рубина легко из различных солей:
Самый длительный процесс на основе соли, самые красивые образцы получают из купороса. Производство кристаллов рубина строится по следующим этапам:
По своим физическим свойствам и по химическому составу драгоценные камни, полученные синтетическим путем, практически не отличаются от натуральных. Далеко не все изделия, продающиеся в ювелирных магазинах, содержат натуральные камни. И это вполне нормально. Рассмотрим, как открыть свой бизнес на выращивании кристаллов рубина в домашних условиях.
Основная проблема заключается в том, что большая часть натуральных камней не обладает всеми необходимыми характеристиками, чтобы красоваться в ювелирном украшении. Камни, полученные в заводских или лабораторных условиях, имеют практически одинаковые характеристики. Кроме того, синтетическое производство драгоценности обходится дешевле, нежели добыча натурального в глубоких и опасных для жизни шахтах.
Для данного метода подойдут алюмокалиевые квасцы. Дома лучше всего выращивать кристаллы из медного купороса. Они плохо растут из обычной соли. А вот медный купорос и купить легко, и з него растут очень красивые синие искусственные драгоценные камни.
1. Подготавливаем емкость. В ней будем делать насыщенный раствор соли. Насыпаем несколько столовых ложек соли, заливаем ее водой и размешиваем. Досыпаем соль, пока она не перестанет растворяться. Используйте горячую воду, чтобы не ошибиться с пропорциями. Есть кривые растворимости для разных солей. Они показывают, сколько граммов может раствориться в 100 мл воды при определенной температуре.
Кривые растворимости
2. Фильтруем раствор. Этот шаг очень важный, особенно если вы покупаете медный купорос в магазине для сада и огорода. Если раствор будет грязным, кристалл вырастет с дефектами. Оставляем раствор на сутки, чтобы из него выпали лишние кристаллы. Они оседают на дне стакана и служат нам затравкой (главным элементов, на котором будут наращиваться новые).
3. Привязываем кристалл к леске. Леску обматываем на карандаш и вешаем это приспособление на стакан с насыщенным раствором. С течением времени вода испаряется, насыщенность раствора увеличивается. Излишек вещества, которое не может раствориться, оседает на наше изделие.
4. Раз в две недели добавляем в стакан насыщенный раствор. Зачем это делать? Со временем вода испаряется и на каком-то моменте роста ее будет недостаточно и рост прекратится.
Важно! Добавляемый раствор должен быть такой же температуры, как и раствор, где растет кристалл. Если она будет высшей, можем все испортить.
5. Через три месяца вынимаем кристалл и высушиваем его салфеткой.
6. Покрываем изделие 1-2 слоями бесцветного лака для ногтей. Это необходимо, чтобы он не высыхал и не терял свой блеск. После высыхания изделие можно брать руками.
Вот какие замечательные рубины можно вырастить в домашних условиях!
На вопрос как вырастить алмаз в домашних условиях? нашлась в подвале коробка карандашей, заданный автором Trust no one but yourself
лучший ответ это Галя! ну его нафик... лучше вырасти Петрушку... это конструктивней и без намёков....
Источник: Петрушка всмысле укроп
Ответ от Бросаться
[гуру]
Технологии можно позаимствовать из книги " Золотой ключик или приключения буратино ".:))
Ответ от Jovi
[новичек]
Мысленно можно.... в воображении....
Ответ от Вровень
[гуру]
Что общего между алмазом и графитом? Кажется, нет ничего. Алмаз прозрачный, графит темный. Алмаз тверже всего земного, графит.. . достаточно по нему провести пальцем и на пальце останется темный след. Алмаз является самым замечательным изолятором электрического тока. Его даже молния не пробивает. А графит хорошо проводит электрический ток, и поэтому широко применяется при изготовлении электродов. Алмаз плотен и очень тяжел, а графит в полтора раза легче его.
Для превращения графита в алмаз требуется температура в две тысячи градусов и очень большое давление. Доказано, что именно при такой температуре и при таком давлении из графита образовывались алмазы в недрах земли
Совсем недавно, осенью 1961 года, решающую победу в этом нелегком деле одержали советские ученые. В одном из научных институтов Киева была создана нужная аппаратура. XXII съезду Коммунистической партии Советского Союза ученые Киева доложили, что ими уже изготовлено две тысячи каратов искусственных алмазов. Искусственные алмазы были испытаны при бурении скважин в сверхтвердой породе и оказались гораздо прочнее натуральных.
В контейнер помещают смесь графита с металлом: никелем, железом, марганцем и др. Используются также сплавы металлов, например никеля с марганцем. Синтез алмаза начинается после расплавления металла. Влияние металлов на процесс исследовалось очень подробно, но до сих пор нет полной ясности в этом вопросе. В основном используются металлы группы железа с разными добавками. Во множестве патентов разных стран "забиты" не только все элементы, но и всевозможные сплавы и интерметаллические соединения. Большинство исследователей в оценке роли металлов в синтезе разбились на две группы. Первая группа рассматривает металл просто как растворитель углерода, а вторая - главный упор делает на каталитические свойства металла.
Температура и давление синтеза оказывают решающее влияние на форму кристаллов алмаза. При низких температурах растут в основном кристаллы кубической формы, при высоких - октаэдры, при промежуточных - кубооктаэдры.
сейчас развиваются и методы получения алмазов при динамических давлениях от ударных нагрузок. Кристаллизационная камера в этом случае представляет собой толстостенный цилиндр с подвижным поршнем, над которым размещен взрывной заряд. Под поршнем в специальном стакане находится слой графита. После взрыва заряда по графиту распространяется ударная волна. На время 3-6 миллисекунд графит подвергается давлению до 150 кбар и температуре 2500°С. Происходит прямой переход части графита в алмаз. При этом наряду с обычным, кубическим алмазом образуется его гексагональная модификация - лонсдейлит, обнаруженный также в метеоритах.
Ответ от Носок
[гуру]
через самовнушение
Ответ от Test_Bot_№101010
[гуру]
Очень легко.
Берешь значит эти карандаши (дерево можно не снимать, это же органическое соединение, углерода там тоже полно) , и кидаем под прес. 5-6 гигапаскалей хватит. И помещаем все это дело в печь, градусов 900-1400С.
В этой статье:
«Как делают алмазы?» - этим вопросом задались еще в начале прошлого века, от поиска ответа на него зависело многое. Будучи самым твердым минералом на планете, алмаз мог быть использован в различных сферах деятельности. Алмазы являются важной составляющей украшений, также важна их роль в промышленности.
Первый синтетический алмаз, не уступающий по качеству натуральному минералу, был синтезирован в 1967 году ювелиром из Бельгии - мистером Бонруа. Основой для минерала послужил кристалл размером в 1 миллиметр, полученный в лаборатории Киева.
Открытие искусственных алмазов сделал советский ученый Овсей Ильич Лепунский
Идея о возможности получения искусственных алмазов была к этому времени не нова. Разработки в этом направлении велись с конца XIX века. Были созданы синтезированный гранат и рубин. В 1939 ученый из СССР О. И. Лейпунский выдвинул теорию о том, что при температуре, не менее чем в 2000 градусов и наличии давления более 6 ГПа, графит станет алмазом.
Доказательств сделанному утверждению в то время не поступило: недостаточное оснащение лабораторий конца 40-х годов не позволяло провести какие-либо опыты.
Оборудование для проведения опытов по созданию алмазов появилось лишь спустя 20 лет. В 1960 году в Московском Институте физики высоких давлений опыт по превращению графита в алмаз все же был проведен. Руководил процессом академик Л. Ф. Верещагин.
Спустя некоторое время в Институте сверхтвердых материалов в Киеве под управлением В. Н. Бакуля было создано оборудование, позволяющее создавать алмазы в промышленных масштабах.
Природный алмаз образуется под воздействием высоких температур и давления. Залежи алмазов обнаружены в так называемых кимберлитовых трубках по всему миру. Крупнейшие кимберлитовые трубки находятся в Южной Африке, Канаде, Якутии. Найденные там алмазы были образованы еще в период формирования земной коры, когда раскаленная магма проталкивалась к поверхности Земли, проходя сквозь насыщенные углеродом породы.
Процесс образования алмазов требует создания условий, приближенных к тем, что описаны выше, что не позволяет ответить на вопрос о том, как сделать алмаз, однозначно. Существует несколько способов получения синтетических алмазов:
1) Создание алмазов в условиях высокого давления. Наиболее надежный и действенный. Формирование минерала происходит в условиях максимально приближенных к натуральным. Для получения алмаза потребуется пресс, способный поддерживать высокое давление. Под пресс ставится цилиндр, внутри которого располагается графит. В цилиндре имеются отверстия для воды и хладагенов.
Вода поступает в цилиндр под давлением, сжимает графит и ускоряет процесс его заморозки. Графитовая камера охлаждается до температуры в минус 12 градусов Цельсия. При этом сжатие цилиндра продолжается, увеличиваясь до 20 тысяч атмосфер в конце процесса. После заморозки через графит пропускается электрический ток. Спустя некоторое время камера размораживается, из цилиндра извлекается алмаз.
Созданный таким способом минерал во всем идентичен настоящему алмазу. Исключением является его оттенок - цвет алмаза серый. Прочность такого минерала в несколько раз превышает натуральный, что позволяет использовать его во многих областях промышленной деятельности. Использование пресса и давления позволяет получить технический алмаз, не находящий применения в ювелирном деле.
2) Создание алмазов в метане. Необходимо специальное оборудование. Минерал образуется в лишенной воздуха и наполненной метаном сфере. Готовый минерал имеет форму куба, кристаллическое строение, окрашен в черный цвет. До недавнего времени использовался для технических целей, но в последние годы нашел применение в создании ювелирных украшений.
3) Создание алмазов в процессе взрыва. Формирование минералов на планете не завершено. В процессе каждого извержения вулкана на поверхности Земли оказывается лава, прошедшая тот же путь, что и магма, рвущаяся из ядра планеты при ее образовании. Создание условий, имитирующих взрыв, позволяет получить твердые, кристально чистые алмазы, которые можно использовать при создании украшений. Для создания алмаза графит предварительно разогревается. В процессе взрыва образуется кристаллическая алмазная крошка.
Готовые алмазы по всем химическим и физическим параметрам, в том числе и по цвету, совпадают с настоящими. Единственным минусом можно считать их небольшой размер.
4) Получение минералов при низкой температуре. Для того чтобы ответить на вопрос о том, как вырастить алмаз, необходимо понимать, что образование кристаллической решетки минерала связано с температурой: чем она выше, тем вероятнее образование камня.
Кольцо с искусственным бриллиантом
Исследования последних лет показали, что важна не только температура, но и металл-катализатор. Последний способен снизить давление и температуру до уровня, исключающего необходимость постройки специальных установок.
В камеру помещают графит, кобальт, никель, железо и растворитель. Между железом и катализатором образуется прослойка, внутри которой при температуре в 600 градусов Цельсия и давлении 1,5 атмосфер вырастает алмаз.
Величина алмаза напрямую связана с размером прослойки. Таким способом удается получить минералы весом до 50 грамм. Используются они исключительно в технических целях.
