دانشمندان با موفقیت-الماس طلای سیاه با کیفیت بالا را سنتز کردند

الماس فقط یک شکل سفید کریستالی نیست. تنوع رنگ آن ناشی از تفاوت در عناصر کمیاب یا اجزاء درون ساختار کریستالی است. امروز قصد داریم به Carbonado که معمولاً به عنوان "الماس سیاه" شناخته می شود، اشاره کنیم. این نه تنها رنگی عمیق و نجیب دارد، بلکه رمز و راز شکل‌گیری آن در دو زمینه اصلی است: علم زمین و اخترفیزیک. اخیراً یک دستاورد سنگین وزن توسط دانشمندان چینی به حل این معما کمک کرده است.

 

بر خلاف الماس های شفاف تک کریستالی معمولی، الماس سیاه یک پلیمر الماس پلی کریستالی است. این الماس از تعداد بی‌شماری دانه‌های ریز الماس "جاسازی شده" در داخل تشکیل شده است که معمولاً با گرافیت، کربن آمورف یا سایر ناخالصی‌های معدنی پیچیده شده‌اند. دقیقاً همین ساختارهای داخلی پیچیده است که به آن ظاهری منحصر به فرد می بخشد که تیره و مات است و در عین حال دارای درخشندگی فلزی قوی است و در عین حال سختی و چقرمگی بسیار بالایی به آن می بخشد. الماس سیاه طبیعی بسیار نادر است. در حال حاضر، الماس سیاه طبیعی تنها در رسوبات آبرفتی در برزیل و جمهوری آفریقای مرکزی یافت می شود و منشا آن هنوز یک معمای علمی است. دانشمندان فرضیه‌های مختلفی از جمله تشکیل فشار بالا در اعماق زمین، برخورد شهاب‌سنگ‌های کیهانی یا بقایای برخورد سیارک‌های باستانی بر زمین را مطرح کرده‌اند. الماس طلای سیاه طبیعی به دلیل نادر بودن، ارزش قابل توجهی در زمینه سنگ های قیمتی و کلکسیونی دارد.

 

 

منشاء الماس سیاه مدتهاست که موضوعی جدید{0}}در جامعه علمی مورد بحث بوده است. فرضیه جریان اصلی نشان می‌دهد که ممکن است در محیط‌های{2}}فشار و دمای بالا{3}}در عمق گوشته زمین شکل گرفته باشد. فرضیه دیگر این است که ممکن است از فشار{4}}فشار بالا و دمای بالای آنی ناشی از برخورد سیارک ها با زمین در زمان های قدیم باشد. حتی فرضیه هایی وجود دارد که نشان می دهد ممکن است از فضای بین ستاره ای غنی از کربن آمده باشد و با شهاب سنگ ها به زمین فرود آمده باشد. این معمای حل نشده پرده ای از رمز و راز در سطح کیهانی بر روی این الماس سیاه افکنده است.

 

اکثریت قریب به اتفاق "الماس های سیاه" موجود در حال حاضر، الماس های بی رنگی هستند که به طور مصنوعی تابش شده اند. این روش فقط رنگ سطح الماس را تغییر می دهد و فضای داخلی آن به صورت یک ساختار تک کریستالی باقی می ماند که با ساختار پلیمری پلی کریستالی و خواص فیزیکی الماس سیاه طبیعی تفاوت اساسی دارد. می توان گفت که قبل از این، آزمایشگاه این نوع الماس سیاه ساختار طبیعی را به طور واقعی تکرار نکرده بود.

 

اخیراً این شکاف توسط تیمی از دانشمندان چینی پر شده است. پروفسور ژائو ژی‌شنگ و دیگران از تیم دانشگاهی آزمایشگاه کلیدی دولتی فناوری و علم آماده‌سازی مواد فراپایدار دانشگاه یانشان، بر اساس اصل جدید تبدیل جامد جامد، با موفقیت به سنتز مصنوعی الماس سیاه با کیفیت بالا- دست یافتند. الماس سیاهی که آنها سنتز کردند دارای رنگ یکنواخت و عمیق، بافت متراکم و عملکرد فوق العاده است: سختی آن را می توان در محدوده وسیعی از 40-150 گیگا پاسکال کنترل کرد و نمونه با بالاترین سختی می تواند به راحتی الماس های طبیعی را کنده کاری کند. چقرمگی آن 2 تا 4 برابر الماس معمولی است. در مقابل، الماس سیاه طبیعی اغلب دارای نقص هایی مانند ترکیب ناهموار و منافذ درونی است.

 

این تحقیق موفقیت آمیز شواهد تجربی کلیدی و دیدگاه جدیدی برای تأیید فرضیه های مختلف در مورد منشاء الماس سیاه در علم ارائه می دهد. از نظر فن آوری، این ماده فوق سخت که می تواند سختی و چقرمگی را به طور هم افزایی تنظیم کند،-الهام بخش فناوری درازمدت خواهد بود و انتظار می رود برای تولید{2}}ابزارهای برش با کیفیت بالا، ابزارهای ماشینکاری فوق العاده دقیق، -بیت های حفاری عمیق در دریا، و مقاومت در برابر سایش فوق العاده{5} با بازوی فوق العاده بالا استفاده شود. البته، ممکن است بازار جواهرات را با منابع معتبر و کیفیت یکنواخت "الماس سیاه" اصیل نیز فراهم کند.