ჩინეთის, გერმანიისა და შეერთებული შტატების მეცნიერთა გუნდმა ნაკლებად მსხვრევადი ალმასის შესაქმნელად ახალ გზას მიაგნო. პარაკრისტალური ალმასის დამზადებისას გამოყენებულ მიდგომას მკვლევრები ჟურნალ Nature-ში გამოქვეყნებულ ნაშრომში აღწერენ და ინფორმაციას კრისტალის შესაძლო გამოყენების შესახებაც გვაწვდიან.

წინმსწრებ კვლევას თუ დავუჯერებთ, ალმასი ჩვენთვის ცნობილი ყველაზე მტკიცე ნივთიერებაა, თუმცა, ამ თვისებისდა მიუხედავად, მსხვრევადია და მისი გაჭრა და დაფშხვნა მარტივად შეიძლება, რაც მისი მოწესრიგებული ატომური აგებულებიდან გამომდინარეობს. მეცნიერები წლებია ცდილობენ ისეთი ალმასების სინთეზირებას, რომლებიც სიმტკიცეს შეინარჩუნებს და თან ნაკლებად მსხვრევადი იქნება, სტატიაში მოყვანილი გუნდი კი ახლახან სწორედ ამ მიზანს მიუახლოვდა.

ამჟამად ალმასთა დასამზადებლად ნახშირბადისაგან შემდგარ ნივთიერებებს გირაგისმაგვარ მოწყობილობაში მჭიდროდ ათავსებენ და ძალიან მაღალ ტემპერატურაზე აცხელებენ. ახალი მცდელობის ფარგლებში მეცნიერებმა ნაკლებად მოწესრიგებული სტრუქტურის მქონე ალმასის შექმნა განიზრახეს და იგივე მიდგომა გამოიყენეს, თუმცა ნახშირბადისაგან შემდგარ მასალას ფულერენთა (მასში ნახშირბადატომები სფეროს ფორმაზეა განლაგებული) გროვა წარმოადგენდა.

მათ 27-30 გიგაპასკალ წნევაზე მასალა 900-1300 გრადუს ტემპერატურის შუალედებში გააცხელეს. უნდა აღინიშნოს, რომ წარმოქმნილი წნევა ამ შემთხვევაში იმაზე ბევრად ნაკლები იყო, ვიდრე კომერციულ ალმასთა დასამზადებლად გამოიყენება ხოლმე. გადამუშავების დროს სფეროები დაიშალა და მათგან გამჭვირვალე პარაკრისტალური ალმასები ჩამოყალიბდა, რომელთა მიღებაც ოთახის ტემპერატურაზეა შესაძლებელი.

კრისტალური და პარაკრისტალური ალმასების სტრუქტურათა შედარება

ფოტო: Hu Tang

მას შემდეგ, რაც მეცნიერებმა ნაკლებად მოწესრიგებული სტრუქტურის მქონე ალმასები შექმნეს, გადაწყვიტეს, მათი აგებულება ელექტრონული მიკროსკოპით შეესწავლათ და დაადგინეს, რომ როგორც ელოდნენ, ალმასები დარღვეული, sp3 ჰიბრიდულ მდგომარეობაში მყოფი ნახშირბადისაგან შედგებოდა.

ფოტო: DOI: 10.1038/s41586-021-04122-w

ამგვარი სინთეზირების მცდელობათა სხვა შემთხვევებისაგან განსხვავებით, მიღებული ალმასი ბოლომდე ამორფული არ არის (მაშინ შუშისმაგვარი გამოვიდოდა), არამედ ამორფული ალმასის პარაკრისტალის კატეგორიას განეკუთვნება და საშუალო ფარგლების წყობა აქვს — მისი ატომები მოკლე მანძილებზეა განლაგებული და არა გრძელზე. ამასთანავე, კრისტალში არანაირ ატომურ სიბრტყეს არ ვხვდებით, ამიტომაც, ბუნებრივი ალმასებისაგან განსხვავებით, მისი გაჭრა შესაძლებელი არ იქნება.

თუ სტატიაში განხილული თემა და ზოგადად: მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების სფერო შენთვის საინტერესოა, შემოგვიერთდი ჯგუფში – შემდეგი ჯგუფი.