نجح العلماء في تصنيع-ألماس من الذهب الأسود عالي الجودة

الماس ليس مجرد شكل أبيض واضح وضوح الشمس. يأتي تنوع لونه من الاختلافات في العناصر النزرة أو الشوائب داخل البنية البلورية. سنذكر اليوم كاربونادو، المعروف باسم "الماس الأسود". فهو ليس فقط ذو لون عميق ونبيل، ولكن سر تكوينه يمتد عبر مجالين رئيسيين: علوم الأرض والفيزياء الفلكية. في الآونة الأخيرة، أدى إنجاز كبير للعلماء الصينيين إلى حل هذا اللغز.

 

على عكس الماس الشفاف أحادي البلورة، فإن الماس الأسود عبارة عن بوليمر من الماس متعدد البلورات. وهي مكونة من عدد لا يحصى من حبيبات الماس الصغيرة "المدمجة" بالداخل، وعادة ما تكون مغلفة بالجرافيت أو الكربون غير المتبلور أو الشوائب المعدنية الأخرى. هذه الهياكل الداخلية المعقدة على وجه التحديد هي التي تمنحها مظهرًا فريدًا داكنًا ومعتمًا، ولكنها تتمتع ببريق معدني قوي، بينما تمنحها أيضًا صلابة ومتانة عالية للغاية. الماس الأسود الطبيعي نادر للغاية. حاليًا، لا يوجد الماس الأسود الطبيعي إلا في الرواسب الغرينية في البرازيل وجمهورية إفريقيا الوسطى، ولا يزال أصله لغزًا علميًا. وقد طرح العلماء فرضيات مختلفة، منها تكوين الضغط المرتفع في أعماق الأرض، أو اصطدام النيازك الكونية، أو بقايا اصطدامات كويكبات قديمة بالأرض. نظرًا لندرته الشديدة، يتمتع الألماس المصنوع من الذهب الأسود الطبيعي بقيمة كبيرة في مجالات الأحجار الكريمة والمقتنيات.

 

 

لقد كان أصل الألماس الأسود موضوعًا-متطورًا للنقاش منذ فترة طويلة في المجتمع العلمي. تشير الفرضية السائدة إلى أنها ربما تشكلت في بيئات شديدة الضغط -ودرجات الحرارة المرتفعة-في أعماق وشاح الأرض؛ فرضية أخرى هي أنه ربما نشأ من الضغط العالي جدًا-ودرجة الحرارة المرتفعة الناتجة عن اصطدام الكويكبات بالأرض في العصور القديمة؛ بل إن هناك فرضيات تشير إلى أنه ربما جاء من الفضاء بين النجوم الغني بالكربون ونزل إلى الأرض مع النيازك. لقد ألقى هذا اللغز الذي لم يتم حله حجابًا كونيًا من الغموض على هذه الماسة السوداء.

 

الغالبية العظمى من "الماس الأسود" المتوفر حاليًا عبارة عن ماس عديم اللون تم تشعيعه بشكل مصطنع. يؤدي هذا العلاج إلى تغيير لون سطح الماس فقط، ويظل الجزء الداخلي منه عبارة عن بنية بلورية واحدة، والتي تختلف بشكل أساسي عن بنية البوليمر متعدد البلورات والخصائص الفيزيائية للماس الأسود الطبيعي. ويمكن القول أنه قبل ذلك، لم يكن المختبر قد قام بتكرار هذا النوع من الماس الأسود الطبيعي المنظم.

 

وفي الآونة الأخيرة، تم سد هذه الفجوة من قبل فريق من العلماء الصينيين. نجح البروفيسور تشاو زيشينغ وآخرون من الفريق الأكاديمي في مختبر الدولة الرئيسي لتكنولوجيا وعلوم تحضير المواد شبه المستقرة بجامعة يانشان، استنادًا إلى المبدأ الجديد للتحول الصلب الصلب، في تحقيق التوليف الاصطناعي للماس الأسود عالي الجودة-. الماس الأسود الذي تم تصنيعه له لون موحد وعميق، وملمس كثيف، وأداء متميز: يمكن التحكم في صلابته ضمن نطاق واسع من 40 إلى 150 جيجا باسكال، ويمكن للعينة ذات الصلابة الأعلى نحت الماس الطبيعي بسهولة؛ صلابته هي 2 إلى 4 مرات من الماس العادي. في المقابل، غالبًا ما يعاني الماس الأسود الطبيعي من عيوب مثل التركيب غير المتساوي والمسام الداخلية.

 

يوفر هذا البحث المتقدم أدلة تجريبية رئيسية ومنظورًا جديدًا للتحقق من الفرضيات المختلفة حول أصل الماس الأسود في العلوم. من الناحية التكنولوجية، فإن هذه المادة فائقة الصلابة، والتي يمكنها تنظيم الصلابة والمتانة بشكل تآزري، ستجلب إلهامًا تكنولوجيًا طويل الأمد- ومن المتوقع أن يتم استخدامها لتصنيع أدوات القطع المتطورة-، وأدوات التصنيع فائقة الدقة، ولقم الحفر-في أعماق البحر، والدروع الواقية ذات المستوى الأعلى-ذات المقاومة العالية للتآكل. وبطبيعة الحال، قد يوفر أيضًا لسوق المجوهرات مصادر موثوقة وجودة موحدة لـ "الماس الأسود" الأصلي.