Q-carbon ، فاز جدیدی از کربن که الماسی سخت و ارزان می سازد !

فاز‌ها شکل‌هایی مشخص از یک ماده هستند و درحال حاضر تنها دو فاز شناخته شده از کربن وجود دارد: گرافیت و الماس. اما در مطالعه جدید فازی کاملا جدید و بسیار نادر از کربن با نام Q-carbon کشف شده‌‌ است.پژوهشگران ادعا کرده‌اند Q-carbon مغناطیسی و رسانای الکتریکی بوده، درتاریکی می‌درخشد، ساخت آن نسبتا ارزان بوده و عنوان سخت‌ترین ماده‌ی جهان را از الماس می‌رباید.

پروفسور جی نارایان از دانشگاه کارولینای شمالی، نویسنده‌ی ارشد سه مقاله در توصیف Q-carbon و پیوستن آن به لیست جامدات کربن می‌باشد، لیستی که شامل گرافیت، گرافن، فولرن، کربن بدون شکل و الماس است. او اعلام کرده تنها مکانی که Q-carbon ممکن است در دنیای طبیعی یافت شود، هسته‌ی برخی از سیارات خاص می‌باشد.

پژوهشگران، Q-carbon را با استفاده از یک صفحه‌ی باریک از یاقوت آغاز کردند (موادی مانند شیشه یا پلیمر پلاستیک نیز قابل استفاده است). با استفاده از پرتوی لیزری قدرت قوی، آنها یاقوت را با کربن بدون شکل پوشاندند – کربنی که هیچ گونه ساختار کریستالی معینی ندارد. آنها سپس کربن را بار دیگر در معرض لیزر قرار داده، دمای آن را تا حدود ۴۰۰۰ درجه کلوین افزایش دادند و سپس به سرعت آن را خنک کردند.

نارایان گفته است Q-carbon پس از یک دوره تحقیقات طولانی برای یافتن مکانیزمی برای تبدیل کربن به الماس یافت شده است. کل فرایند ایجاد Q-carbon نسبتا ارزان می‌باشد. تمام این عملیات در دمای اتاق و فشار هوای محیط با استفاده از یک لیزر که بسیار شبیه به لیزر مورد استفاده در جراحی‌های چشم است، صورت می‌گیرد.

تاکنون کاربردهای بیان شده برای Q-carbon همگی از روی حدس و گمان بوده است، اما نارایان اعلام کرده این ماده می‌تواند ابزارهای مفیدی را برای صنعت و پزشکی، بخش‌های الکتریکی یا ایجاد تکنولوژی‌های نمایش مداوم‌تر و روشن‌تر فراهم آورد.

الماس، سخت‌ترین ماده‌ی جهان به شمار می‌رود و دارای کاربردهای مختلفی در ایجاد ابزار برش و صیقل در کنار صنایع دیگر از معدن‌کاری تا پزشکی است. اما مشکل اینجاست که تهیه‌ی الماس روند بسیار گران قیمتی به شمار می‌رود و تولید آن نیز نیز به دما و فشار بسیار زیاد نیاز دارد. اما با ترکیب این مواد و کنترل نسبت خنک سازی، نایاران و گروهش به این نتیجه رسیده که قادر به ایجاد الماسی‌های کوچکی درون Q-carbon هستند. نارایان گفته است: “حدود ۱۵ دقیقه برای ایجاد یک الماس یک قیراطی طول کشید.”

مقالاتی در توصیف این رویکرد در ژورنال‌های Applied Physics و APL Materials منتشر شده است.

منبع : gizmag