فرایند پیچیده ای که الماس از رسوب کربن دفن شده در اعماق زمین تشکیل می شود باعث شده تا این سنگ های قیمتی یکی از ارزشمند ترین اشیاء جهان محسوب شوند.
یک تیم از دانشمندان دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی، فرایند انقلابی برای ایجاد ساختارهای الماس مانند، حتی در محیط آزمایشگاهی توسعه داده اند.
این مطالعه به تولید یک حالت جدید از کربن جامد شناخته شده به عنوان Q-کربن منجر شد که نسبت به الماس و گرافیت، منحصر به فرد است. آنها قادر به رسیدن به این حالت در یک آزمایشگاه در دمای اتاق و فشار هوا محیط جو می باشند.
یکی از این محققان به نام نارایان می گوید: “ما در حال حاضر یک فاز سوم جامد از کربن ایجاد کرده ایم”.”تنها جایی در جهان که ممکن است آن را به صورت طبیعی یافت احتمالا در هسته برخی از سیارات است.”
این مطالعه توضیح می دهد که Q-کربن چند ویژگی متمایز کننده مانند فرومغناطیس بودن، دارد که در حال حاضر در سایر اشکال کربن جامد دیده نمی شود.
فاز جدید کربن نسبت به الماس سخت تر نیز می باشد، همچنین این مواد توانایی درخشش در سطح انرژی پایین دارند.
Q-کربن به دلیل قدرت و توانایی انتشار الکترون می تواند اثبات کند یک ماده امیدوار کننده برای ایجاد نمایش جدید الکترونیکی است. این حالت کربن جامد همچنین می تواند برای تولید مواد الماس تک کریستال استفاده شود.
برای پردازش کربن به فاز سوم آن، این تیم تحقیقاتی با جمع آوری یک بستر، مانند شیشه، یاقوت کبود و پلیمر پلاستیکی آغاز به کار کرده اند. سپس با استفاده از کربن آمورف، آن را پوشانده اند، ماده ای که بر خلاف الماس و یا گرافیت شامل یک ساختار کریستالی معمولی نیست.
این محققان اقدام به افشای بستر پوشش داده شده به تک پالس از یک لیزر کردند که حدود 200 نانو ثانیه به طول انجامید. در طول این فاز در این پروژه درجه حرارت مواد کربن به 4،000 کلوین (7،200 درجه فارنهایت) رسید و پس از آن بلافاصله سرد شد. در واقع در یک محیط با فشار هوای یک اتمسفر انجام شد.
این فرایند اجازه می دهد تا این تیم به تولید غشای Q-کربنی، با ضخامتی بین 20 نانومتر و 500 نانومتر بپردازند.
این محققان میزان سرعتی که کربن قادر به سرد شدن است را بسته به نوع بستری که استفاده می کند و تغییر مدت پالس لیزری که در معرض آن است، دستکاری کرده اند. تغییر نرخ استراحت مواد اجازه می دهد تا این تیم سازه های مختلف الماس را با استفاده از Q-کربن تولید نماید.
.
.
منبع: techtimes
