علماء صينيون يصنعون في المختبر ألماسًا نيزكيًا يفوق صلابة ألماس الأرض

ربما كشف فريق صيني السر وراء ألماس كانيون ديابلو الغريب، ذي الشكل السداسي عوضًا عن المكعب، فطالما كانت العملية وراء كيفية تشكل تلك البلورات محيرة حتى الآن.

عادةً ما يُصنع الألماس من ذرات الكربون في ترتيب مكعب (مثل مكعبات ليغو مرصوصة بنمط مكعب)، لكن هناك نوع نادر وهو الألماس السداسي (الذرات مرصوصة بنمط يشبه شكل قرص العسل)، ويبدو أنه نشأ نتيجة اصطدام نيزك بالأرض مولّدًا حرارة وضغطًا فائقين.

وُجد أول ألماس ذي هيكل سداسي في نيزك كانيون ديابلو الذي يُعتقد أنه ضرب الأرض قبل 50 ألف عام، وسقط في أريزونا.

الآن، يزعم فريق مشترك من الخبراء من مركز علوم الضغط العالي وتكنولوجيا البحث المتقدم والأكاديمية الصينية للعلوم الخاصة بمعهد شيان للبصريات والميكانيكا الدقيقة، أنهم أعادوا صنع الألماس النيزكي المحير في المعمل.

كشف أسرار النيزك

يتكون أغلب الألماس تحت الأرض على عمق يقارب 150 كيلومترًا، حيث يمكن أن تصل الحرارة إلى أكثر من 2,000 درجة فهرنهايت (1,093 درجة مئوية). تتسبب الحرارة والضغط في هذا العمق بإعادة ترتيب ذرات الكربون لنفسها إلى شكل مكعب.

على النقيض، يحتوي نيزك كانيون ديابلو على سلسلة من الألماس الفضائي الذي تشكّل في أثناء رحلته العنيفة إلى الأرض. الألماس الموجود داخل النيزك له هيكل بلوري سداسي يسمى لونسداليت، وهذا الهيكل البلوري يجعل الألماس أكثر صلابة من الشكل التقليدي بما يصل إلى 60% تقريبًا.

منذ اكتشافه، كان هناك نقاش دام عقودًا حول ما إذا كان الألماس النيزكي موجودًا حقًا في شكله النقي، أو ما إذا كانت تلك البلورات مجرد مزيج بين الألماس المكعب والغرافيت.

عادةً ما انتهت المحاولات السابقة لإيجاد إجابات بصنع ألماس مكعب عادي أو خليط غير متجانس. على سبيل المثال، نجح فريق في صناعته جزئيًا باستخدام البارود والغاز المضغوط على أقراص الغرافيت. مع ذلك، يبدو أن نجاح الفريق الصيني قد أنهى نقاشًا علميًا دام ستين عامًا.

صناعة الألماس الفضائي

طبقًا للتقارير، حاول الفريق أن يصنع بلورات ألماس سداسية نقية يبلغ عرضها 100 ميكرومتر تقريبًا، أي بسمك خصلة شعر بشرية. أُنجز ذلك باستخدام غرافيت أحادي البلورة شديد النقاء، مع فكرة أن الشوائب الأقل تعني فرصًا أقل للانحدار إلى الهيكل المكعب.

وباستخدام هذا، طبق العلماء ضغطًا عاليًا قابلاً للتحكم وحرارة، إضافةً إلى حالات شبه هيدروستاتيكية (بمعنى أن الضغط متماثل في كل الاتجاهات). واستخدموا أيضًا أساليب أشعة سينية في الموقع في أثناء العملية لرصد التغير في وقته وضبط الظروف لصالح نمو الألماس السداسي.

جذبت هذه الطفرة الأنظار بصفتها أول إثبات عيني أن الألماس السداسي موجود حقًا كهيكل مستقر ومميز. هذا أيضًا يدفع الحدود لما يعنيه مصطلح «فائق القساوة»، متجاوزًا خصائص الألماس المكعب العادي.

بما أن الألماس السداسي الجديد المُصنع يعد بقساوة ومقاومة حرارية أعلى، يمكن أن يُستخدم في صناعة أدوات القطع، والطلاء المضاد للتآكل، وربما في الإلكترونيات المتطورة (الألماس موصل ممتاز للحرارة ويمكنه أن يتحمل ظروفًا متطرفة).

وصرح هو كوانج ماو من الأكاديمية الصينية للعلوم: «يُتوقع أن يمهد هذا الألماس السداسي المُصنع طرقًا جديدة لتطوير مواد فائقة الصلابة وأجهزة إلكترونية متطورة».