میلیاردها سال انتظار برای ساختن یک قطعه الماس را فراموش کنید، زیرا دانشمندان توانسته اند آن را تنها در 150 دقیقه رشد دهند
علی غفاری مرندی
دنیای پردازش آنلاین: الماس‌های طبیعی میلیاردها سال طول می‌کشد تا تحت فشارها و دماهای شدید در اعماق زمین شکل بگیرند، اما شکل‌های مصنوعی را می‌توان خیلی سریعتر تولید کرد، اگرچه معمولاً هنوز هم باید چندین هفته تحت فشار شدید قرار گیرند.
به گزارش sciencealert، اکنون یک روش جدید مبتنی بر ترکیبی از فلزات مایع می تواند یک الماس مصنوعی را در عرض چند دقیقه بدون نیاز به فشار بالا ایجاد کند.
در حالی که دمای بالا هنوز مورد نیاز است، در محدوده 1025 درجه سانتیگراد یک لایه الماس پیوسته در عرض 150 دقیقه و با فشار یک اتمسفر تشکیل می شود. این معادل فشاری است که ما در سطح دریا احساس می کنیم و ده ها هزار بار کمتر از فشاری است که معمولاً برای تولید الماس مصنوعی لازم است.
تیم پشت این رویکرد نوآورانه، به رهبری محققان موسسه علوم پایه در کره جنوبی، مطمئن است که این فرآیند می تواند برای ایجاد تفاوت قابل توجهی در تولید الماس مصنوعی بهینه شود.
حل کردن کربن در فلز مایع برای ساختن الماس روش کاملا جدیدی نیست. جنرال الکتریک نیم قرن پیش فرآیند مشابهی را با استفاده از سولفید آهن مذاب توسعه داد، اما این فرآیندها همچنان به فشار پنج تا شش گیگا پاسکال و یک دانه الماس برای چسباندن کربن ها نیاز داشتند.
محققان در مقاله منتشر شده خود اظهار داشتند:
«ما روشی را برای رشد الماس در فشار یک اتمسفر و در دمای متوسط با استفاده از آلیاژ فلز مایع کشف کرده‌ایم. کاهش فشار با استفاده از مخلوط دقیق فلزات مایع شامل گالیم، آهن، نیکل و سیلیکون به دست آمد. یک سیستم خلاء سفارشی در داخل یک محفظه گرافیتی ساخته شد تا به سرعت فلز را گرم و سپس خنک کند در حالی که در معرض مخلوطی از متان و هیدروژن قرار دارد.
این شرایط باعث می شود اتم های کربن متان در فلز مذاب پخش شوند و به عنوان دانه های الماس عمل کنند. تنها پس از 15 دقیقه، قطعات کوچک بلورهای الماس از فلز مایع درست زیر سطح فوران کردند، در حالی که دو ساعت و نیم پس از شروع فرآیند، یک نوار الماس پیوسته تولید کرد.
اگرچه غلظت کربن تشکیل‌دهنده کریستال‌ها تنها چند صد نانومتر است، اما محققان انتظار دارند این فرآیند با چند ترفند بهبود یابد.
ما فکر می‌کنیم که اصلاحات ساده می‌توانند با استفاده از یک سطح یا رابط بزرگ‌تر، با پیکربندی عناصر گرمایشی برای دستیابی به یک منطقه رشد بالقوه بزرگ‌تر، و با توزیع کربن در ناحیه رشد الماس به روش‌های جدید، رشد الماس را در مقیاس بزرگ‌تر فراهم کنند»
این تغییرات زمان بر است و تحقیقات در مورد این فرآیند هنوز در مراحل اولیه است، اما نویسندگان این مطالعه فکر می کنند این روش پتانسیل بالایی دارد و سایر فلزات مایع را می توان برای دستیابی به نتایج مشابه یا حتی بهتر ترکیب کرد.
فرآیندی که در حال حاضر برای ایجاد اکثر الماس های مصنوعی در طیف گسترده ای از فرآیندهای صنعتی، الکترونیک و حتی کامپیوترهای کوانتومی استفاده می شود، روزها طول می کشد و به فشار بسیار بیشتری نیاز دارد. حال، اگر این روش جدید پتانسیل خود را ثابت کند، ساخت الماس بسیار سریعتر و بسیار آسان تر خواهد شد.
محققان می گویند:
«رویکرد کلی استفاده از فلزات مایع می‌تواند رشد الماس را در سطوح مختلف تسریع و پیش ببرد و شاید رشد الماس بر روی ذرات ریز الماس را تسهیل کند»
این تحقیق در مجله Nature منتشر شده است.
