محبوبه عمیدی: مي‌دانيم كه الماس از سخت‌ترين تركيبات روي زمين به‌شمار مي‌رود و اين سختي استثنايي حاصل فشار و حرارت بالايي است كه در اعماق زمين به لايه‌هاي كربني وارد شده و در نهايت ساختاري سه‌بعدي به اتم‌ها داده است. محققان موفق شده‌اند با قرار دادن نوعي الماس آزمايشگاهي شيشه‌مانند در ميان دو قطعه الماس و افزايش فشار محيط، چنين شرايطي را روي زمين فراهم كرده و الماس‌هايي سخت و بلوري توليد كنند.
به گزارش نشنال‌جئوگرافیک، الماس‌هايي كه در طبيعت يافت مي‌شوند، يكي از تركيبات كربني هستند كه در اعماق زمين شكل مي‌گيرند و به دليل ساختار سه‌بعدي اتمي سختي فوق‌العاده‌اي دارند. در مقابل، گرافيت كه آلوتروپ ديگري از كربن است به دليل شكل خطي قرار گرفتن اتم‌ها بسيار‌نرم و شكننده است. از انواع ديگر مي‌توان به فولرن و نانولوله‌هاي كربني اشاره كرد كه كاملا پايدارند.
تركيب تازه‌اي از كربن كه به تازگي مورد بررسي قرار گرفته، ماده‌اي شبيه به شيشه است كه حدود 30 سال پيش براي استفاده در صنايع شيميايي، الكترونيك و ديگر بخش‌هاي صنعتي و آزمايشگاهي توليد شده است.
هو كوانگ مائو، محقق انستيتو علوم كارنگي که براي اولين‌بار خواص اين تركيب كربني را تحت فشار بالا بررسي كرده، مي‌گويد: «گرافيت هميشه نرم است و الماس‌ها هميشه سخت هستند. ما براي مطالعات‌مان به ماده‌اي نياز داشتيم كه بتواند تحت شرايط گوناگون تغييرحالت بدهد».
الماس‌ها چطور تغيير حالت مي‌دهند؟
راز سختي استثنايي الماس در ساختار اتمي سه‌بعدي هرمي‌‌شكل مولکول‌های آن نهفته است. اتم‌هاي كربن تشكيل‌دهنده اين ماده به شكل سه‌بعدي به اتم‌هاي مجاورشان متصل مي‌شوند و ساختاري مستحكم را ايجاد مي‌كنند.
گرافيت هم از به‌هم‌پيوستگي اتم‌هاي كربن ايجاد شده با اين تفاوت كه پيوندها خطي هستند و هر صفحه كربني تنها به كمك پيوندهاي سستي به ديگر لايه‌هاي كربني اين ماده متصل شده است.
در آلوتروپ كربني شيشه‌مانند و كروي كه توسط مائو و همكارانش به كار گرفته شده، تقريبا تمامي پيوندها خطي هستند. اما زماني‌كه اين تركيب توسط دو قطعه الماس ساندويچ شود و تحت فشار بالا، مشابه آن‌چه در اعماق زمين به لايه‌هاي كربني وارد مي‌شود، قرار گيرد، ساختار اتمي تغيير كرده و پيوندهاي سه‌بعدي كه در الماس وجود دارند، تشكيل خواهند شد. نتيجه سختي فوق‌العاده ماده‌اي است كه در شرايط عادي سختي چنداني ندارد. زماني كه اين فشار از بين برود، پيوندهاي خطي دوباره تشكيل خواهند شد و اين آلوتروپ به فرم شيشه‌اي اوليه بازمي‌گردد.
مائو مي‌گويد: « براي اظهار نظر كردن در مورد استفاده‌هاي تجارتي از اين ماده هنوز خیلی زود است، ما تنها در شرايط آزمايشگاهي و با افزايش تدريجي فشار اين نتايج را به دست آورده‌ايم. در مراحل بعدي روي افزايش ناگهاني فشار كار خواهيم كرد. اگر اين ماده بتواند همين تغييرات را نشان بدهد، شايد بتوان براي توليد جليقه‌هاي ضدگلوله از آن استفاده كرد. تا آن زمان مطمئنا شيوه‌هاي گوناگوني براي استفاده آزمايشگاهي از اين ماده ابداع خواهند شد».
53273
نظر شما