ساخت الماس فقط در ۱۵ دقیقه

دانشمندان کره‌ای تکنیکی نوآورانه‌ای را برای ساخت الماس در آزمایشگاه فقط در ۱۵ دقیقه و تحت فشار معمولی توسعه داده‌اند.

به گزارش تک‌ناک، این روش جدید، که با استفاده از آلیاژ مایع متالیک شامل: گالیوم، آهن، نیکل و سیلیکون کار می‌کند، در دمای ۱۰۲۵ درجۀ سانتی‌گراد اجرا می‌شود. فرآیند تولید الماس در این تکنیک بسیار سریع است و می‌تواند برای کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار گیرد.

الماس‌ها در واقع فقط کربن ساده‌ای هستند که تحت فشار و دمای بسیار زیاد قرار می‌گیرند و باعث می‌شوند اتم‌ها در ساختار خاصی متبلور شوند. زمین تنها مکان دارای شرایط طبیعی مناسب است، که کربن در عمق گوشته و صدها کیلومتر پایین‌تر از سطح زمین قرار دارد. بعد آنها نزدیک‌تر به سطح زمین می‌آیند و بر فوران‌های آتشفشانی سوار می‌شوند، که این موضوع دلیلی برای تبدیل شدن آنها به یک سنگ کوچک و نادر است.

دانشمندان چندین دهه است که الماس‌ها را در آزمایشگاه‌ها پرورش می‌دهند، امّا در اغلب موارد هنوز هم به آن شرایط سخت یعنی حدود 50000 اتمسفر فشار و دمای حدود 1500 درجه سانتی‌گراد (2732 درجه فارنهایت) نیاز دارند. اکنون دانشمندان یک روش جدید برای تولید الماس توسعه داده‌اند، که آن را در سطوح فشار معمولی و دمای سردتر تولید کرده است.

این روش جدید که توسط گروهی از مؤسسۀ علوم پایه (IBS) و مؤسسۀ ملی علم و فناوری اولسان (UNIST) در کرۀ جنوبی توسعه یافته است، الماس را با استفاده از آلیاژ فلز مایع گالیم، آهن، نیکل و سیلیکون، سنتز می‌کند. در یک مخزن 9 لیتری (2.4 گال)، این مخلوط فلزی در دمای 1025 درجه سانتی‌گراد (1877 درجه فارنهایت) در معرض گاز متان و هیدروژن قرار می‌گیرد. پس از 15 دقیقه، گاز از سیستم خارج و یک لایه الماس در قسمت پایین تشکیل می‌شود. این الماس را می‌توان به راحتی جدا کرد و برای مطالعه مورد استفاده قرار داد یا مستقیم به کار انداخت.

در بیشتر موارد انجام شده، تکنیک‌های الماس مصنوعی به ذرات دانه نیاز دارند تا اولین اتم‌های کربن روی آن بچسبند و یک الماس در اطراف تشکیل دهند. ولی در این مورد، به نظر می‌رسد که مقادیر کمی سیلیکون در فلز مایع به اتم‌های کربن کمک می‌کند تا خوشه‌ها را تشکیل دهند. نتیجۀ نهایی یک الماس بسیار خالص است. فلزات دیگر را هم می‌توان داخل و خارج کرد، امّا به نظر می‌رسد که وجود سیلیکون برای این فرآیند ضروری است.

اکنون محققان قصد دارند تا سایر آلیاژها و گازهای فلزی مایع و حتی کربن جامد را بررسی کنند تا بتوانند الماس بسازند. اگرچه بعید به نظر می‌رسد به این زودی الماس‌هایی که در خمره‌های فلزی مایع رشد می‌کنند را ببینیم، امّا ممکن است آنها ابتدا در کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار گیرند.

این تحقیق در مجلۀ Nature منتشر شد.