فکرش رو بکن، تا همین چند وقت پیش دانشمندها فقط روی کاغذ می‌گفتن یه نوع الماس خیلی خاص وجود داره که نه توی جواهر فروشی‌ها میشه پیداش کرد و نه توی اعماق زمین؛ بلکه باید توی شهاب‌سنگ‌ها دنبالش بگردی! اسمشم لونسدالائیت (یا همون الماس شش‌ضلعی) هست – یه نوع الماس که ساختارش با الماس معمولی فرق داره و قراره حتی تا ۵۰٪ از الماسی که همه می‌شناسیم، سخت‌تر باشه.
حالا خبر خوب اینه که تیمی از دانشمندها بالاخره تونستن توی آزمایشگاه نمونه‌های کوچیکی از این الماس عجیب رو بسازن! این داستانو بخوام براتون تعریف کنم، به طرز عجیبی هیجان‌انگیزه و پر از علم خفن هم هست.
خب اول بدونیم الماس معمولی چرا اینقدر معروفه؟ چون توی طبیعت سخت‌ترین ماده‌ایه که بشر پیدا کرده. ساختار مولکولی‌ش اینجوریه که هر اتم کربن، با چهار تا اتم دیگه یه پیوند خیلی محکم زده و یه مدل چهارسوییه (اینو بهش تتراهدر میگن، یعنی شکل مثلثی سه‌بعدی)، بعد این شکل تکرار میشه و یه شبکه نامحدود می‌سازه، انگار همه‌جاش رو با حروف A، B و C لایه‌بندی کردی. ساختارش رو هم بهش «مکعبی» میگن.
اما سال‌های ۱۹۶۰ به بعد، یه عده گفتن اگه یه کم لایه‌هاش جابجا بشه و فقط دوتا لایه تکرار بشه (یعنی فقط A و B باشه، بدون C)، ساختار الماس دگرگون میشه. اینطوری اتم‌ها توی یه ساختار شش‌ضلعی قرار می‌گیرن و بهش hexagonal diamond میگن (یعنی همون الماس شش‌ضلعی، یا لونسدالائیت).
جالبه بدونی نمونه‌های کوچیک و ناخالص این الماس رو توی یه شهاب‌سنگ معروف به اسم Canyon Diablo (اسم یه شهاب‌سنگ که حدود ۵۰ هزار سال پیش خورد به صحرای آریزونا) پیدا کرده بودن. ولی اون قطعه‌های اصلاً تمیز نبودن، پر از ناخالصی مثل گرافیت و الماس معمولی و کربن آمورف بودن (آمورف یعنی بی‌شکل و نامنظم). خلاصه خیلی‌ها اصلاً شک داشتن این الماس شش‌ضلعی واقعاً خارج از تئوری هم وجود داره یا نه!
اینجاست که کار خفن شروع میشه. دکتر ونجه یانگ و تیمش توی پکن (در مرکز تحقیقات پیشرفته علم فشار بالا) اومدن فشار وحشتناک (حدود ۲۰ گیگا‌پاسکال، یعنی دویست هزار برابر فشار هوا) به گرافیت وارد کردن و با لیزر تا دمای بالای ۱۴۰۰ درجه سانتی‌گراد گرمش کردن—گرافیت همین مدادی که دستت می‌گیری هم از جنس کربنه اما ساختارش صفحه‌ای و نرم‌تره! توی این شرایط فضایی، لایه‌های گرافیت می‌لغزن و به هم متصل میشن و اون شبکه شش‌ضلعی الماس شهاب‌سنگی رو تشکیل میدن.
بعدش باید به آرومی فشار رو کم می‌کردن که دوباره مواد به گرافیت تبدیل نشه! وقتی بالاخره شکل گرفت، با تکنیک‌هایی مثل میکروسکوپ الکترونی و X-ray crystallography بررسیش کردن (این X-ray crystallography یعنی با اشعه ایکس ساختار درونی بلور رو می‌شکافن تا مطمئن شن دقیقاً همون کاری رو که می‌خواستن انجام دادن!). درست بود، لایه‌بندی AB به وضوح توش دیده می‌شد و ساختار شش‌ضلعی تایید شد—even اگه هنوز کمی ناخالصی داخلش بود.
راستی این ساختار جدید به خاطر لایه‌بندی خاصش (برخلاف الماس مکعبی)، پیوند‌های قوی‌تری داره و تئوری‌ها پیش‌بینی می‌کنن تا %۵۸ سخت‌تر باشه! البته تیم دانشمندها میگن هنوز سایز نمونه‌ها برای انجام آزمایش سختی واقعی خیلی کوچیکه اما تا همین جا هم میدونن لااقل به اندازه‌ی الماس معمولی مقاوم بوده و امید دارن به زودی با ساخت نمونه‌های بزرگ‌تر و خالص‌تر، حسابی رکورد بشکنن.
حالا چرا این کار مهمه؟ اگه بشه این الماس شش‌ضلعی رو تو حجم و کیفیت بالا ساخت، می‌تونه توی صنایع سنگین مثل ابزار برش، حفاری، دستگاه‌های پیشرفته الکترونیکی، سیستم‌های مدیریت گرما و حتی فناوری‌های کوانتومی یه انقلاب ایجاد کنه. هرچند دانشمندها میگن شاید تا یه دهه دیگه باید صبر کنیم تا بشه ازش تو صنایع واقعی و کاربردهای بزرگ استفاده کرد.
خلاصه این‌که دانشمندها یه قدم سفت و محکم برداشتن سمت ساختن یکی از عجیب‌ترین مواد کیهانی که حتی از الماس خودمونم سخت‌تره! هنوز راه طولانی مونده تا بتونیم دنیای صنعتی رو باهاش متحول کنیم، اما همین که دیگه از حالت فرضی در اومده و توی آزمایشگاه ساخته شده، خودش یه خبر بزرگ تو دنیای علمه.
اگه کنجکاو شدی بدونی الماسا چرا رنگ‌های مختلف دارن یا اصلاً توی جهان چی از الماس گرون‌تره، پیشنهاد می‌کنم یه سر به مقاله‌های مرتبط بزنی—هیچ‌وقت عجایب شیمی تموم نمیشه!
منبع: +
