منافسة شديدة.. تفاصيل صناعة ألماس سداسي أقوى من نظيره الطبيعي

أثبت مجموعة من العلماء أن الماس السداسي يتمتع بصلابة أكبر من نظيره المكعب نتاج الطبيعة والمستخدم في صياغة المجوهرات.. إذا يبدو أن أقوى مادة في الطبيعة أصبح لديها الآن بعض المنافسة الشديدة، ولأول مرة، يمتلك العلماء أدلة دامغة على أن الماس السداسي من صنع الإنسان أقوى من الماس المكعب الشائع الموجود في الطبيعة.

الماس السداسي، أطلق عليه هذا الاسم وفقًا لهيكله البلوري ذي الجوانب الستة، في بعض مواقع اصطدام النيزك، والبعض الآخر تم صنعه لفترة وجيزة في المختبرات.

ابتكر علماء في معهد فيزياء الصدمات التابع لجامعة ولاية واشنطن ماسات سداسية الأضلاع كبيرة بما يكفي لقياس صلابتها باستخدام الموجات الصوتية، ونشرت تفاصيل النتائج التي توصلوا إليها في ورقة بحثية حديثة في Physical Review B.

يوجيندرا غوبتا، مدير معهد فيزياء الصدمات والمؤلف المشارك في الدراسة، قال: الماس مادة فريدة جدا. إنها ليست الأقوى فقط، فهي تتمتع بخصائص بصرية جميلة وموصلية حرارية عالية جدا. والآن قمنا بصنع الشكل السداسي من الماس، الذي تم إنتاجه في ظل تجارب ضغط الصدمات، وهو أكثر صلابة وأقوى من الأحجار الكريمة العادية.

ولكن العديد من النظريات تقول إن الماس السداسي سيكون أقوى، فإن دراسة جامعة ولاية واشنطن (WSU) تقدم أول دليل تجريبي على أنها كذلك.. إذ ركز المؤلف الرئيسي ترافيس فولز، وهو الآن باحث ما بعد الدكتوراه في مختبر لورانس ليفرمور الوطني، في أطروحته في جامعة ولاية واشنطن على إنشاء الماس سداسي الأضلاع من الغرافيت.

استخدم كل من فولز وغوبتا، البارود والغاز المضغوط لدفع أقراص الغرافيت الصغيرة بحجم عشرة سنتات تقريبا بسرعة نحو 15 ألف ميل في الساعة على مادة شفافة. وأنتج التأثير موجات الصدمة في الأقراص التي حولتها بسرعة كبيرة إلى ماس سداسي.

ومباشرة بعد الاصطدام، أصدر الباحثون موجة صوتية صغيرة واستخدموا الليزر لقياس حركتها عبر الماس.

ويتحرك الصوت بشكل أسرع من خلال المواد الأكثر صلابة. وكان الصوت سابقا يتحرك سريعا عبر الماس المكعب، وفي الماس السداسي الذي تم إنشاؤه في المختبر، تحرك بشكل أسرع.

وحدثت كل عملية في عدة أجزاء من المليار من الثانية، أو نانو ثانية، لكن الباحثين تمكنوا من إجراء قياسات الصلابة قبل أن يدمر تأثير السرعة العالية الماس.

والصلابة هي قدرة المادة على مقاومة التشوه تحت قوة أو ضغط، على سبيل المثال، الصخر هو أكثر صلابة من المطاط حيث ينثني المطاط عند الضغط عليه. والصلابة هي مقاومة الخدش أو تشوهات السطح.

وإذا تقدم العلم إلى النقطة التي يمكن فيها إنشاء الماس السداسي المصنوع في المختبر واستعادته، فيمكن أن يكون له مجموعة من الاستخدامات.