میلیاردها سال را فراموش كنید: دانشمندان در عرض ۱۵۰ دقیقه الماس ساختند

میلیاردها سال را فراموش كنید: دانشمندان در عرض ۱۵۰ دقیقه الماس ساختندعلوم پایه و مهندسیعلمیپنج‌شنبه ۶ اردیبهشت ۱۴۰۳ - ۲۱:۴۵مطالعه 2 دقیقهمریم صفدریتبلیغاتتبلیغاتتبلیغاتدانشمندان كره جنوبی موفق شدند در فشار یك اتمسفر و در عرض دو و نیم ساعت لایه‌ای از الماس مصنوعی بسازند .

تبلیغاتمیلیاردها سال طول می‌كشد تا الماس‌های طبیعی تحت فشار و دمای شدید در اعماق زمین تشكیل شوند. اشكال مصنوعی الماس را می‌تواند خیلی سریع تر ساخت، اما تولید آن‌ها نیز معمولا به چند هفته زمان نیاز دارد .

روش جدید ساخت الماس مبتنی بر مخلوطی از فلزات مایع است كه می‌تواند در عرض چند دقیقه الماس مصنوعی حاصل كند و در این روش به فشار بالا هم نیازی نیست.درحالی‌كه برای تولید الماس مصنوعی جدید همچنان به دمای بالای نیاز بود (در محدوده ۱۰۲۵ درجه سانتیگراد)، لایه پیوسته‌ای از الماس طی ۱۵۰ دقیقه تحت فشار یك اتمسفر تولید شد .

این فشار معادل فشاری است كه در سطح دریا احساس می‌كنیم و ده‌ها هزار بار كمتر از فشاری است كه معمولا برای ساخت الماس نیاز است.پژوهشگران موسسه علوم پایه كره جنوبی كه این رویكرد نوآورانه را كشف كرده‌اند، اطمینان دارند كه فرایند جدید را می‌توان در مقیاس وسیع برای تولید الماس مصنوعی به كار برد .

ساینس آلرت می‌نویسد، حل كردن كربن در فلز مایع برای ساخت الماس روش كاملا جدیدی نیست. برای مثال، شركت جنرال الكتریك نیم قرن پیش فرایندی را با استفاده از سولفید آهن مذاب توسعه داد. اما این فرایندها همچنان به فشارهای ۵ تا ۶ گیگاپاسكال و ذره‌ای الماس نیاز داشتند كه كربن به آن بچسبد .

پژوهشگران در مقاله خود می‌نویسند: «ما روشی برای پروراندن الماس در فشار یك اتمسفر و تحت دمای متوسط با استفاده از آلیاژ فلز مایع كشف كردیم.»كاهش فشار درنتیجه‌ی استفاده تركیب دقیقی از فلزات مایع گالیم، آهن، نیكل و سیلیكون به دست آمد .

سیستم خلاء سفارشی درون محفظه گرافیتی ایجاد شد تا وقتی فلز درمعرض تركیبی از متان و هیدروژن قرار می‌گرفت، دما به سرعت بالا رفته و سپس كاهش پیدا كند. این شرایط موجب می‌شود اتم‌های كربن متان درون فلز ذوب‌شده پخش شوند و به‌عنوان دانه الماس عمل كنند .

پس از ۱۵ دقیقه، قطعات ریز بلورهای الماس از فلز مایع زیر سطح ظاهر شدند، درحالی‌كه پس از دو و نیم ساعت لایه پیوسته‌ای از الماس ایجاد شد.گرچه غلظت كربن تشكیل‌دهنده كریستال‌ها در عمق چند صدنانومتر كاهش می‌یافت، پژوهشگران معتقدند فرایند را با چند ترفند می‌توان بهبود داد .

طبق پیشنهاد آن‌ها، تغییراتی مانند استفاده از سطح بزرگ‌تر، پیكربندی عناصر گرمایشی برای دستیابی به منطقه رشد بزرگ‌تر و توزیع كربن در ناحیه رشد الماس می‌تواند فرایند را ارتقاء دهد. البته، این تغییرات زمان می‌برد و پژوهش درمورد آن‌ها در مراحل ابتدایی است، اما بنا به باور نویسندگان پتانسیل بالایی دارد و می‌توان از فلزات مایع دیگر نیز برای دستیابی به نتایج مشابه یا حتی بهتر استفاده كرد .

بیشتر بخوانیدآیا چیزی سخت‌تر از الماس وجود دارد؟28 مهر 02مطالعه '3برای ساخت الماس صورتی به تشكیل ابرقاره و شكستن آن نیاز است31 شهریور 02مطالعه '2فرآیندی كه درحال‌حاضر برای ساخت اكثر الماس های مصنوعی استفاده می‌شود (كه برای طیف وسیعی از فرایندهای صنعتی، الكترونیك و حتی كامپیوترهای كوانتومی استفاده می‌شود)، چند روز طول می‌كشد و به فشار بسیار بیشتری نیاز دارد .

اگر پتانسیل تكنیك جدید تایید شود، ساخت الماس بسیار سریع‌تر و آسان‌تر خواهد شد. پژوهشگران می‌گویند رویكرد استفاده از فلزات مایع می‌تواند پرورش الماس را در سطوح مختلف تسریع كند و شاید بتواند رشد الماس را روی ذرات كوچك الماس نیز تسهیل كند .

منبع : https://www.zoomit.ir/fundamental-science/420125-scientists-have-grown-diamonds-in-150-minutes/