الماس ها برای شکل گیری به ولتاژ نیاز دارند

پیشرفت روز افزون تکنولوژی و خلق ابزارهای هوشمند و  پیشرفته کمک شایانی به علوم پایه مانند شیمی در کشف حقایق جدید می کند و به پژوهشگران انگیزه ی جدیدی برای تکمیل تحقیقات خود در خصوص علل و چگونگی تشکیل مواد می دهند.

دانشمندان اخیرا با انجام تحقیقاتی به نتایج جالبی در چگونگی تشکیل الماس (کربن سخت) دست یافتند که در این مقاله قصد داریم به آن بپردازیم ، علاوه بر گرما و فشار زیاد ، میدان های الکتریکی کوچک نیز می توانند نقشی تعیین کننده ای در تشکیل الماس ، این کربن بسیار سخت داشته باشند. 

بی شک الماس به دلیل درخشندگی و سختی زیاد بسیار جذاب می باشد اما نحوه تشکیل این نوع کربن در اعماق زمین و تحت حرارت زیاد مانند یک راز باقی مانده است. ولی محققان به تازگی با انجام آزمایشات پیچیده تاثیرمیدان های الکتریکی بر تشکیل الماس را به اثبات رساندند.

الماس ها برای شکل گیری به ولتاژ نیاز دارند

توضیحاتی در مورد الماس :

الماس ، مانند گرافیت ، شکل خاصی از کربن است که دارای پیوندهای شیمیایی بسیار قدرتمندی می باشد و با بهره مندی از ساختار کریستالی  زیبایی منحصر به فردی را به خود اختصاص داده است.

اکثر الماسهای طبیعی در عمق حداقل 150 کیلومتری گوشته زمین شکل می گیرند ، جایی که درجه حرارت بیش از 1500 درجه سانتیگراد می باشد و با فشارهای بسیار زیاد چند گیگاپاسکالی باید مواجه شد. نظریه های زیادی در خصوص شکل گیری الماس ها وجود دارد ولی مواد اولیه ذوب شده ای که غنی از کربنات هستند علل اولیه شکل گیری الماس ها می باشند و این مسئله برهیچ شخصی پوشیده نیست.

الماس ها برای شکل گیری به ولتاژ نیاز دارند

محققان موسسه زمین شناسی VS Sobolev SB  روسیه با استناد بر این مسئله که فرآیندهای الکتروشیمیایی در گوشته زمین اتفاق می افتد و اجسام موجود در آنجا می تواند رسانایی الکتریکی بالایی داشته باشد به این نتیجه رسیدند که میدان های الکتریکی کوچک و محلی شکل گرفته در آن مکان نقش بسیار مهمی در تحریک و شروع فرآیندهای شیمیایی دارند. این میدان های الکتریکی کمتر از یک ولتاژ هستند ولی بر ترکیب CO2 تاثر گذاشته و آنرا تبدیل به کربن خالص و نهایتا الماس می کنند.

پژوهشگران برای اثبات و آزمایش نظریه خود یک مرکز آزمایش پیچیده را ایجاد کردند ،در این آزمایش به یک کپسول پلاتینی به ضخامت یک میلی مترکه توسط یک سیستم گرمایشی باید احاطه شود نیاز بود که امکان بوجود آمدن فشار بسیار بالای 7.5 گیگاپاسکالی وجود داشت. سپس الکترودهای ریز ساخته شده به درون کپسولی که با پودرهای کربنات یا سیلیکات کربنات پر شده بود ، هدایت شدند. آزمایش های زیادی در دمای بین 1300 تا 1600 درجه سانتی گراد انجام شد که برخی از آنها 40 ساعت ادامه داشت.

الماس فقط با ولتاژ رشد می کند

همانطور که پیش بینی می شد ، الماس های ریز در طی چند ساعت در مجاورت الکترود منفی رشد کردند ولی این اتفاق زمانی رخ می داد که ولتاژ کمی اعمال می شد تنها نیم ولت برای این رخداد کافی بود. با رسیدن قطر به حداکثر 200 میکرومتر کریستال های جدیدی که کوچکتر از دانه های شن های معمولی هستند تشکیل می شدند.

همانطور که انتظار می رفت مواد معدنی ارزشمند دیگری به نام  گرافیت در فشارهای پایین تر شکل گرفت. برای اثبات هر چه بهتر نظریه خود یک آزمایش دیگر را نیز انجام دادند و سعی کردند میدان الکتریکی ایجاد شده و ولتاژ موجود را از بین ببرند. در این حالت نتایج بسیار جالبی حاصل شد و دیگر الماس و گرافیت به هیچ وجه تشکیل نشدند.

براساس آزمایشات انجام شده زمینه مناسبی برای تولیید الماس های مصنوعی فراهم شد و مایکل ویدنبک ، رئیس آزمایشگاه SIMS در GFZ  گام بلندی در این جهت برداشت و با دست یابی به فناوری های جدیدی در این حوزه آزمایشات انجام شده قبل را تکیمل نمود.