الماس های طبیعی میلیاردها سال طول می کشد تا در فشارها و دمای شدید در اعماق زمین شکل بگیرند.فرم‌های مصنوعی را می‌توان خیلی سریعتر تولید کرد،اما معمولاً باز هم نیاز به تحت فشاربودن شدید تا چند هفته را دارند.یک روش جدید مبتنی بر ترکیبی از فلزات مایع می‌تواند یک الماس مصنوعی را در عرض چند دقیقه بدون نیاز به فشار عظیم به وجود آورد.
والبته‌باز هم دمای بالا موردنیاز است، در دمای 1025 درجه سانتیگراد یا 1877 درجه فارنهایت،یک لایه الماس پیوسته در 150 دقیقه و در 1 اتمسفر (یا واحد اتمسفر استاندارد) تشکیل شد.این معادل فشاری است که ما در سطح دریا احساس می‌کنیم و ده‌ها هزار بار کمتر از فشاری است که معمولاً برای به وجودآمدن الماس مورد نیاز است.
حل کردن کربن در فلز مایع برای ساخت الماس تازگی ندارد.جنرال الکتریک نیم قرن پیش فرآیندی را با استفاده از سولفید آهن مذاب توسعه داد.اما این فرآیندها همچنان به فشارهای 5-6 گیگا پاسکال و یک "دانه" الماس نیاز داشتند تا کربن به آن بچسبد.
محققان در مقاله منتشرشده خود می نویسند:
"ما روشی برای رشد الماس در فشار 1 اتمسفر و در دمای‌متوسط با استفاده از آلیاژ فلز مایع کشف کردیم."
کاهش فشار با استفاده از مخلوطی دقیق از فلزات مایع: گالیم، آهن، نیکل و سیلیکون به دست آمد. یک سیستم خلاء سفارشی در داخل یک محفظه گرافیتی ساخته شد تا فلز را در حالی که در معرض ترکیبی از متان و هیدروژن قرار می‌گرفت، به سرعت گرم و سپس خنک کند.
این شرایط باعث می شود اتم‌های کربن‌متان به فلز ذوب شده پخش شوند و به عنوان دانه الماس عمل‌کنند. تنها پس از 15 دقیقه، قطعات کوچک بلورهای الماس از فلز مایع درست زیر سطح رشد می‌کنند.
محققان دریافتند که فوق اشباع کربن در سطح زیرین فلز مایع منجر به هسته‌زایی و رشد الماس میشود و Si نقش مهمی در تثبیت خوشه‌های کربن با پیوند چهار ظرفیتی داردو در هسته‌زایی نیز نقش دارند.
این تغییرات زمان می‌برد و تحقیقات در مورد این فرآیند هنوز در مراحل اولیه است.
فرآیندی که در حال‌حاضر برای ایجاد اکثر الماس‌های مصنوعی استفاده می شودچندین روز طول می کشد و به فشار بسیار بیشتری نیاز داردوبرای طیف گسترده‌ای از فرآیندهای صنعتی، الکترونیک و حتی کامپیوترهای کوانتومی استفاده میشود. اگر این تکنیک‌جدید «استفاده از فلز مایع» پتانسیل خود را برآورده کند، ساخت الماس بسیار سریعتر و بسیار آسان‌ترخواهد شد.
سحر موحد
Source
-
Source
-
«Channel of Science is for all»