Vad är en Diamond Anvil Cell?
Diamantstädcellen är en maskin som används av fysiker för att sätta prover under extremt högt tryck (upp till ~ 360 gigapascaler) för att undersöka deras egenskaper, inklusive fasövergångar, atombindning, viskositet och diffraktionsnivåer och kristallografisk struktur. Diamantstädceller kan simulera tryck av miljontals atmosfärer, återskapa förhållanden som liknar dem i mitten av jorden eller inuti gasjättarna. De är bland de enda laboratorieapparater som kan skapa former av degenererat material som metalliskt väte.
Diamantstädceller fungerar enligt en enkel princip - genom att utöva en stor mängd kraft på en liten mängd yta kan ett enormt nettotryck erhållas. Diamantstädet, efterföljare till städarna tillverkade av kol-volframlegering, uppfanns av forskarna Weir, Lippincott, Van Valkenburg och Bunting i slutet av 1950-talet som en del av deras arbete vid National Bureau of Standards (NBS). Förutom att vara det hårdaste materialet som är tillgängligt vid den tiden och praktiskt taget inte komprimerbart, är diamanten transparent, vilket gör det enkelt att se experimentella prover när de komprimeras. Det hjälper också till att utföra spektroskopiska experiment.
Tre huvudkomponenter utgör diamantstädcellen. Först är två felfria diamanter, med en vikt av 1/8 till 1/3 karat, med parallella ansikten motsatta varandra. Kuleten, platsen där de två diamanterna kommer i kontakt, har vanligtvis en diameter på cirka 0,6 mm. För experiment som kräver ännu högre tryck kan kuleten göras ännu mindre.
Den andra komponenten i diamantstädcellen är en kraftutövande anordning som trycker diamanterna mot varandra från båda sidor. Det kan vara skruvar som dras åt, gaspressar mot ett membran eller en enkel hävarm. Den tredje komponenten av diamantstädet är en metallisk packning som omger omkretsens omkrets, som innehåller provet och ger motstånd mot kompression i kanterna, vilket minskar risken för städbrott.
Diamantstädcellen är en viktig utrustning som gör att vi kan simulera tryck som vi annars aldrig skulle se, vilket ger oss tillgång till en värld av material som annars skulle vara obemärkbar.