کشف فازی جدید از کربن برای ساخت الماس ارزان

[Mohammad Aref 120,438]

دانشمندان موفق به کشف فازی جدید از کربن جامد به نام کربن Q شده‌اند که می‌توان از آن برای تولید گونه‌ای ارزان‌قیمت از الماس‌ها در فشار و دمای عادی اتاق استفاده کرد.

 

براساس گزارش ساینس الرت به نقل از همشهری،‌ فاز‌ها شکل‌هایی مشخص از یک ماده هستند و درحال حاضر تنها دو فاز شناخته شده از کربن وجود دارد: گرافیت و الماس. اما در مطالعه جدید فازی کاملا جدید و بسیار نادر از کربن کشف شده‌‌است. محققان دانشگاه کارولینای شمالی اعلام کردند موفق به تولید این فاز جامد از کربن با نام کربن Q شده‌اند. کربن Q از ویژگی‌های غریبی برخوردار است که دانشمندان نسبت به وجود آنها بسیار هیجان‌زده‌اند، برای مثال این کربن از الماس سخت‌تر بوده و زمانی که در معرض کمترین حد از انرژی قرار می‌گیرند نیز آغاز به درخشش می‌کنند.

 

کربن Q همچنین ویژگی فرومغناطیسی دارد، ویژگی که نه در الماس وجود دارد و نه در گرافیت و دانشمندان تا پیش از این نمی‌دانستند وجود چنین ویژگی در کربن امکان‌پذیر است. به گفته دانشمندان استحکام و کارایی کم کربن‌های Q و میل بالای آن به آزاد‌سازی الکترون‌ها،‌آن را به ماده‌ای مناسب برای تولید فناوری‌های نمایشگر جدید تبدیل کرده‌است. با این همه آنچه درمورد کربن جدید جالب‌تر از دیگر ویژگی‌ها است، کاهش فوق‌العاده هزینه‌ و نیرو برای ساخت الماس‌هایی است که در صنایع پزشکی و فناوری کارایی دارند. درحال حاضر ساخت الماس به میزان زیادی فشار و حرارت نیاز دارد،‌ اما با استفاده از تکنیک جدید می‌توان در فشار و دمای اتاق الماس تولید کرد.

 

برای تولید این نوع الماس،‌ دانشمندان از زیرلایه‌ای مانند شیشه یا پلیمر پلاستیکی استفاده می‌کنند و آن را با لایه‌ای از کربن متخلخل پوشش می‌دهند. زمانی که این کربن در معرض پالس‌های کوتاه لیزری قرار می‌گیرد، دمای آن به ۳۷۲۷ درجه سلسیوس می‌رسد و پس از آن به سرعت سرد می‌شود و به این شکل لایه‌ای باریک از کربن Q ایجاد می‌شود. دانشمندان به واسطه ترکیب زیرلایه‌ها و تغییر مدت زمان گرما و سرمادهی به ماده، می‌توانند ساختارهای الماس‌گونه‌ای را از این ماده ایجاد کنند.

 

به این شکل است که دانشمندان می‌توانند به واسطه این فرایند ریزسوزن‌هایی الماسی، ریزذراتی از الماس و یا صفحه‌هایی بزرگ از این ماده را ایجاد کنند که در حمل هوشمند دارو، فرایند‌های صنعتی و ایجاد سوئیچ‌های دمای بالا و تامین انرژی الکترونیک‌ها کارایی دارند. ریزسوزن‌ها در تکنیک‌های پزشکی فوق دقیق کاربری دارند و نانوذرات از توانایی ایجاد میدان‌های مغناطیسی کوچک برخوردارند از این رو می‌توان درون آنها حجم بزرگی از اطلاعات و انرژی را ذخیره و یا ابزارهای مولد نور ایجاد کرد. جزئیات بیشتر این پژوهش در Journal of Applied Physics و APL Materials منتشر شده است.

 

منبع: سایت بیگ بنگ