انسَ السنوات الطّوال.. علماء أنتجوا ألماس في ١٥٠ دقيقة فقط!

في دراسة رائدة، طور علماء من معهد العلوم الأساسية في كوريا الجنوبية طريقة جديدة تسمح بإنتاج الماس الاصطناعي في 150 دقيقة فقط. هذه التقنية الجديدة، التي تنحرف بشكل كبير عن الأساليب التقليدية من خلال عدم الحاجة إلى ضغوط عالية، يمكن أن تحدث تحولا في صناعة تصنيع الماس.

يتشكل الألماس الطبيعي على مدى مليارات السنين تحت الضغوط الهائلة ودرجات الحرارة المرتفعة في أعماق وشاح الأرض. تقليديا، يتطلب تكرار هذه العملية لإنتاج الماس الاصطناعي ضغوطا مكثفة وفترات طويلة، غالبا ما تمتد لعدة أسابيع. ومع ذلك، فإن التقدم الأخير الذي حققه الباحثون قد حطم الحواجز السابقة من خلال إنتاج الماس في ظل ظروف أقل تطرفا بكثير.

تستخدم العملية المبتكرة مزيجًا فريدًا من المعادن السائلة بما في ذلك الغاليوم والحديد والنيكل والسيليكون. يتم تسخين هذا المزيج داخل نظام فراغ مصمم خصيصًا ومحاط بغلاف من الجرافيت. يتم تسخين المعادن بسرعة إلى حوالي 1025 درجة مئوية (1877 درجة فهرنهايت) ثم يتم تبريدها أثناء تعريضها لخليط من غازات الميثان والهيدروجين. يمكّن هذا الإعداد ذرات الكربون من الميثان من الاندماج في المعدن المنصهر، مما يعزز نمو بلورات الماس.

ومن اللافت للنظر أن هذه الطريقة لا تتطلب سوى الضغط الجوي (1 ATM)، وهو الضغط الطبيعي عند مستوى سطح البحر وأقل بكثير من الضغوط المستخدمة عادة لإنتاج الماس الاصطناعي، والتي يمكن أن تصل إلى 5-6 جيجاباسكال. في غضون 15 دقيقة فقط من التعرض، تبدأ بلورات الماس الصغيرة في التشكل، وبعد 150 دقيقة، يتم إنشاء فيلم ماسي مستمر.

ويعتقد الباحثون أن العملية ليست أسرع فحسب، بل إنها قابلة للتطوير أيضًا، مما قد يؤدي إلى زيادة معدلات الإنتاج. وقد اقترحوا أنه مع بعض التعديلات، مثل توسيع المساحة السطحية للنمو أو تغيير توزيع الكربون، يمكن تعزيز هذه التقنية بشكل أكبر لتغطية مساحات أكبر، مما قد يجعل الإنتاج الضخم للماس الاصطناعي أكثر جدوى.

تمثل هذه الطريقة الجديدة لإنتاج الماس عند الضغط الجوي ودرجات الحرارة المعتدلة قفزة تكنولوجية كبيرة في صناعة الماس الاصطناعي. وفي حين أن العملية لا تزال في مراحلها الأولى، فإن آثارها المحتملة على قطاعات الصناعة والإلكترونيات والحوسبة الكمومية واسعة النطاق. ويشعر الباحثون بالتفاؤل بأن إجراء المزيد من التحسينات والتعديلات على هذه التقنية يمكن أن يؤدي إلى إنتاج أكثر كفاءة وواسعة النطاق للماس الاصطناعي، مما يؤدي إلى تحويل مشهد تصنيع الماس.