تويت
قام فريق من الباحثين في جامعة يانشان بالصين بتصنيع ألماسة اصطناعية قوية جدا، و تفوقت في صلابتها على الألماس الطبيعي و أنواع أخرى من الألماس الاصطناعي في اختبارات الإتزان الحراري والضغط.
إن الألماس هو أقوى وأصلب مادة طبيعية معروفة للإنسان و لذلك فللألماس استعمالات واسعة في المجال الصناعي، و منها هندسة الطيران، التعدين، وصناعة السيارت. صلابة الألماس و مقاومته للتآكل جعلته مفيد بشكل خاص كأداة (حادة) للقطع، ولكن قلة إتزان الألماس عند درجات حرارة عالية جدا حددت من إمكانية استخداماته الصناعية، لذلك يحاول العلماء التوصل إلى نوع ألماس اصطناعي للتغلب على محدودية النوع الطبيعي.
في الطبيعة يوجد الألماس فقط ككريستالات منفردة، هذا النوع يكون صلبا لكنه غالي الثمن ويميل إلى أن يتآكل بشكل غير متساوي. الألماس الاصطناعي يمكن أن يصنع بشكل نوع ذي كريستالات منفردة او متعدد الكريستالات (Polychristalline) أو ذي كريستالات نانومتريه (Nanochristalline).
ألماس الكريستالات المتعددة يتكون من حبيبات صغيرة من الألماس، قطرها لا يتجاوز أجزاء عشرية من النانومتر (النانومتر: 0,000000001 متر)، تصهر من بعضها تحت أوضاع شديدة الضغط والحرارة، صلابة الألماس تزداد مع صغر حجم الحبيبات.
هذا النوع من الماس يقدم فوائد عديدة زيادة على الماس الطبيعي، منها تكاليف ماليه مخفضة، صلابة أشد، و مقاومة أعلى للتآكل، مع ذلك يدفع المجال الصناعي هذا الماس إلى حدوده و هناك حاجة الى تطوير ماس ذي صفات أفضل.
من أجل إنتاج ألماس فائق الصلابة، عرّض العلماء كاربون نانوي ذا طبقات متعددة لحرارة وضغط عاليين، و سبب ذلك اصطفاف الحبيبات في أزواج حجمها فقط خمسة نانومترات.
هذه الالماسة النانوتوأمية (Nanotwinned) اظهرت نتائج بارزة في التوازن الحراري و الصلابة. فريق العلماء سلط ضغط كبير على الماسة و اكتش أنها تحتملت ما يقارب 200الـ غيغا باسكال و من المعروف أن نصف هذا الضغط كافي لتهشيم ألماسة طبيعية.
و بعد ذلك اختبروا كم تتحمل من الحرارة قبل ان تبدأ عملية الأكسدة او الاختزال، و اكتشفوا ان الجوهرة بدأت بالاختزال بين درجتي الحرارة 980-1,056 مئوي و هذا يعلوا بما يقارب المئتي درجة عن الألماس الطبيعي.
يأمل العلماء أن يتم اعتماد هذه الطريقة في الصناعة لإنتاج مواد قائمة على الكاربون ذات صلابة عالية و ثبات حراري.
إن الألماس هو أقوى وأصلب مادة طبيعية معروفة للإنسان و لذلك فللألماس استعمالات واسعة في المجال الصناعي، و منها هندسة الطيران، التعدين، وصناعة السيارت. صلابة الألماس و مقاومته للتآكل جعلته مفيد بشكل خاص كأداة (حادة) للقطع، ولكن قلة إتزان الألماس عند درجات حرارة عالية جدا حددت من إمكانية استخداماته الصناعية، لذلك يحاول العلماء التوصل إلى نوع ألماس اصطناعي للتغلب على محدودية النوع الطبيعي.
في الطبيعة يوجد الألماس فقط ككريستالات منفردة، هذا النوع يكون صلبا لكنه غالي الثمن ويميل إلى أن يتآكل بشكل غير متساوي. الألماس الاصطناعي يمكن أن يصنع بشكل نوع ذي كريستالات منفردة او متعدد الكريستالات (Polychristalline) أو ذي كريستالات نانومتريه (Nanochristalline).
ألماس الكريستالات المتعددة يتكون من حبيبات صغيرة من الألماس، قطرها لا يتجاوز أجزاء عشرية من النانومتر (النانومتر: 0,000000001 متر)، تصهر من بعضها تحت أوضاع شديدة الضغط والحرارة، صلابة الألماس تزداد مع صغر حجم الحبيبات.
هذا النوع من الماس يقدم فوائد عديدة زيادة على الماس الطبيعي، منها تكاليف ماليه مخفضة، صلابة أشد، و مقاومة أعلى للتآكل، مع ذلك يدفع المجال الصناعي هذا الماس إلى حدوده و هناك حاجة الى تطوير ماس ذي صفات أفضل.
من أجل إنتاج ألماس فائق الصلابة، عرّض العلماء كاربون نانوي ذا طبقات متعددة لحرارة وضغط عاليين، و سبب ذلك اصطفاف الحبيبات في أزواج حجمها فقط خمسة نانومترات.
هذه الالماسة النانوتوأمية (Nanotwinned) اظهرت نتائج بارزة في التوازن الحراري و الصلابة. فريق العلماء سلط ضغط كبير على الماسة و اكتش أنها تحتملت ما يقارب 200الـ غيغا باسكال و من المعروف أن نصف هذا الضغط كافي لتهشيم ألماسة طبيعية.
و بعد ذلك اختبروا كم تتحمل من الحرارة قبل ان تبدأ عملية الأكسدة او الاختزال، و اكتشفوا ان الجوهرة بدأت بالاختزال بين درجتي الحرارة 980-1,056 مئوي و هذا يعلوا بما يقارب المئتي درجة عن الألماس الطبيعي.
يأمل العلماء أن يتم اعتماد هذه الطريقة في الصناعة لإنتاج مواد قائمة على الكاربون ذات صلابة عالية و ثبات حراري.