دانشمندان الماسی ساختند که از الماس هم سخت ‌تر است!

وقتی صحبت از سخت‌ترین ماده‌ی طبیعی کره‌ی زمین می‌شود، اکثر مردم بی‌اختیار به یاد الماس می‌افتند؛ سنگی فوق‌العاده زیبا که می‌تواند کاربردهای متنوعی داشته باشد. به‌طوری که این ماده از حلقه‌ی ازدواج گرفته تا برش فولاد و سنگ قابل استفاده است.

با این حال،طی چند سال گذشته دانشمندان توانسته‌اند رفته‌رفته سختی الماس را افزایش دهند. به‌تازگی تیمی از محققان استرالیایی موفق شده‌ است نوع نادری از الماس تولید کنند که از الماس طبیعی هم سخت‌تر است.

این الماس نسخه‌ای از لونسدالیت است که در شهاب‌سنگ‌هایی که به زمین برخورد کرده‌اند، یافته می‌شود. بیشتر الماس‌های معمولی، از ساختار مکعبی کربن ساخته شده‌اند حال‌آنکه لونسدالیت ساختاری شش‌ضلعی دارد که همین امر باعث شده است ۵۸ درصد سخت‌تر از الماس معمولی باشد.

در حال حاضر محققان موفق به ساخت یک نسخه‌ی نانوساختار از لونسدالیت در آزمایشگاه شده‌اند و پیش‌بینی می‌کنند الماس سنتز شده از نمونه‌ی طبیعی آن هم سخت‌تر باشد.

در واقع ساختار این الماس بسیار قوی است و در کاربردهای معدنی سرعت کارها را بالاتر می‌برد. ضمن این‌که می‌تواند مواد فوق‌العاده سخت از جمله‌ الماس‌های معمولی را برش دهد.

جودی برادبی سرپرست این تیم تحقیقاتی در دانشگاه ملی استرالیا می‌گوید:

 ساختار شش‌ضلعی اتم‌های این الماس باعث شده است که سخت‌تر از الماس‌های معمول با ساختار مکعبی باشند. ما توانسته‌ایم این الماس را در مقیاس نانو تولید کنیم و از این بابت هیجان‌زده هستیم؛ چرا که مواد در ساختار کوچک‌تر، خواص قوی‌تری از خود نشان می‌دهند.

تیم پژوهشی برادبی توانسته است با تراش دادن نوعی از کربن آمورف، الماس جدید را تولید کند. لونسدالیت نخستین بار در سال ۱۹۶۷ در شهاب‌سنگ Canyon Diablo کشف شد و دانشمندان در همان دوران سعی کردند نمونه‌ا‌‌‌‌ی از آن را در آزمایشگاه بسازند؛ اما موفقیت چندانی به دست نیاوردند. ضمن این‌که ساخت چنین ساختاری نیازمند اعمال دمای ۱۰۰۰ درجه‌ی سلسیوس بود.

در عوض، برادبی و تیم همراهش رویکرد متفاوتی در ساخت الماس جدید در پیش گرفتند؛ آن‌ها با استفاده از دستگاهی به نام سندان الماس موفق شدند فشار اعماق زمین را برقرار کنند. این دستگاه از دو الماس مقابل هم ساخته شده است که به یکدیگر فشار وارد می‌کنند.

نمونه‌ی آن را می‌توانید در ویدیوی زیر تماشا کنید:

با استفاده از این ابزار، تیم پژوهشی توانست با دمایی معادل ۴۰۰ درجه‌ی سلسیوس، عملیات سنتز را انجام دهد؛ دمایی که معادل نصف دمای پیشنهادشده در روش‌های قبلی بود و بالطبع فرآیند کار را بسیار ارزان‌تر و مقرون به‌صرفه‌تر می‌کرد.

اکنون محققان باید روی این موضوع کار کنند که الماس جدید تا چه اندازه از مواد موجود سخت‌تر است.

برادبی در ادامه می‌گوید:

قرار نیست الماس جدید روی حلقه‌ی ازدواج قرار بگیرد؛ بلکه بیشتر احتمال آن وجود دارد که این نوع الماس در سایت‌های استخراج از معادن استفاده شود. از این‌رو، هر زمان که نیاز به برش ماده‌ی بسیار سختی باشد، این نوع الماس می‌تواند بسیار سریع و راحت وارد عمل شود.

 نتایج این پژوهش در ژورنال Scientific Reports منتشر شده است.