با 2٫5 ساعت انتظار، الماس خودتان را بسازید

الماس های طبیعی میلیاردها سال زمان لازم دارند تا تحت فشار و دمای شدید در اعماق زمین شکل بگیرند، اما شکل های مصنوعی آن را می توان خیلی سریع تر تولید کرد، هرچند که طی دهه های گذشته این فرآیند طی چند هفته با اعمال فشار بسیار شدید انجام می شد.

به گزارش مولیکس و به نقل از مولیکس، اکنون یک روش جدید مبتنی بر ترکیبی از فلزات مایع می تواند بلور الماس مصنوعی را در عرض چندین دقیقه تشکیل دهد، آن هم بدون نیاز به فشار بسیار زیاد. جزییات این یافته در نشریه نیچر منتشر شده است.

فرآیند جدید در دمای بالای حدود 1025 درجه سلسیوس (سانتی گراد) لایه ای از الماس پیوسته ظرف 150 دقیقه و در فشار یک اتمسفر (همان فشار هوا در سطح دریا) تشکیل می شود. فشار موردنیاز، ده ها هزار بار کمتر از فشاری است که تاکنون برای تولید الماس مصنوعی موردنیاز بود.

محققان موسسه علوم پایه در کره جنوبی با دست یابی به این فرآیند، ابراز اطمینان کرده اند که این فرآیند می تواند برای ایجاد تفاوت قابل توجهی در تولید الماس مصنوعی بهینه شود.

حل کردن کربن در فلز مایع برای ساخت الماس، روش کاملاً جدیدی نیست. شرکت جنرال الکتریک نیم قرن پیش فرآیند مشابهی را با استفاده از سولفید آهن مذاب توسعه داد، اما آن فرآیند همچنان به فشار 5 تا 6 گیگاپاسکال و یک دانه الماس نیاز داشت تا کربن ها به آن بچسبد.

جزییات روش جدید

محققان در مقاله خود گفته اند: «ما روشی برای رشد الماس در فشار یک اتمسفر و در دمای متوسط با استفاده از آلیاژ فلز مایع کشف کردیم. کاهش فشار با استفاده از مخلوطی دقیق از فلزات مایع شامل گالیوم، آهن، نیکل و سیلیکون به دست آمد. یک سیستم خلا سفارشی داخل محفظه ای گرافیتی ساخته شد تا فلز را درحالی که در معرض ترکیبی از متان و هیدروژن قرار می گیرد، به سرعت گرم و سپس خنک کند.

این شرایط باعث می شود اتم های کربنِ متان درون فلز ذوب شده پخش شوند و به عنوان دانه الماس عمل کنند. تنها پس از 15 دقیقه، قطعات کوچکی از بلورهای الماس از فلز مایع درست زیر سطح بیرون زدند و درنهایت پس از گذشت دو ساعت و نیم از آغاز این فرآیند، نوار پیوسته ای از الماس شکل گرفت.

البته ضخامت این لایه بلور الماس تنها چند صد نانومتر است، اما محققان انتظار دارند که این فرآیند با چند ترفند بهبود یابد. آن ها می گویند: «ما فکر می کنیم که در اصلاحاتی ساده، می توان با استفاده از سطح یا رابط بزرگ تر با پیکربندی عناصر گرمایشی برای دستیابی به منطقه رشد بالقوه بزرگ تر و با توزیع کربن در منطقه رشد الماس با روش های جدید، رشد الماس را در مقیاسی بزرگ امکان پذیر کرد».

این تغییرات زمان می برد و تحقیقات در مورد این فرآیند هنوز در مراحل اولیه است، اما نویسندگان این مطالعه فکر می کنند که این روش پتانسیل زیادی دارد و می توان فلزات مایع دیگر را برای کسب 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 رایانه های کوانتومی استفاده می شود، چندین روز زمان نیاز دارد و به فشار بسیار بیشتری نیاز دارد. حالا اگر این روش جدید پتانسیل خود را اثبات کند، ساخت الماس بسیار سریع تر و بسیار آسان تر خواهد شد.

محققان می گویند: رویکرد کلی استفاده از فلزات مایع می تواند رشد الماس را در سطوح مختلف تسریع کند و پیش ببرد و شاید رشد الماس را بر روی ذرات کوچک الماس تسهیل کند.

5454