في إنجاز علمي قد يعيد تشكيل مستقبل أدوات الحفر والتقطيع، نجح باحثون صينيون في تصنيع نوع نادر من الألماس يُعرف بـ"الألماس السداسي" أو "لونسدالايت"، يتمتع بصلابة تفوق الألماس التقليدي، مستلهمين تركيبه من نيازك اصطدمت بالأرض قبل ملايين السنين.
في مختبرات مركز أبحاث العلوم والتكنولوجيا تحت الضغط العالي (HPSTAR) في بكين، تم تحويل قطعة صغيرة من الغرافيت إلى بلورة سداسية الشكل عبر تعريضها لضغط هائل بلغ 20 غيغا باسكال وحرارة تجاوزت 1,400 درجة مئوية.
ونجحت التجربة في إنتاج بلورة لا يتجاوز قطرها ميليمتراً واحداً، لكنها قد تغيّر قواعد اللعبة في صناعات الحفر والتصنيع، بحث ما نقله موقع "Earth" عن الدراسة المنشورة في مجلة "Nature".
ما الذي يجعل هذا الألماس أقسى؟
رغم أن الألماس السداسي يحتفظ بنفس الروابط الذرية القوية (sp³) الموجودة في الألماس المكعب التقليدي، إلا أن ترتيب طبقاته يختلف، ما يمنع تشكل "مستويات الانزلاق" التي تسهّل حدوث التشققات.
هذا الترتيب البنيوي يمنح الألماس السداسي مقاومة للانبعاج قد تتجاوز 150 غيغا باسكال، مقارنة بـ115 غيغا باسكال للألماس العادي، وفقاً لمحاكاة نظرية.
تم رصد آثار من هذا النوع من الألماس لأول مرة داخل نيزك "كانيون ديابلو" عام 1967، لكن الشوائب الكثيرة حالت دون قياس خصائصه بدقة. الآن، ولأول مرة، يتم إنتاجه في المختبر بنقاء كافٍ لإجراء اختبارات الصلابة.
أظهرت الاختبارات الأولية أن العينة الجديدة سجلت 120 غيغا باسكال في اختبار فيكرز للصلابة، متجاوزة الألماس الطبيعي. كما أظهرت مقاومة حرارية تصل إلى 1,100 درجة مئوية، أي أعلى بكثير من الحد الذي يبدأ فيه الألماس التقليدي بالتحلل.
هذا يعني أن أدوات الحفر المصنوعة من الألماس السداسي قد تتحمل أعماقاً ودرجات حرارة أعلى، ما يفتح آفاقاً جديدة في حفر الآبار الحرارية العميقة، وصناعة أشباه الموصلات، وحتى الطيران.
لكن رغم النجاح، لا تزال الكمية المنتجة صغيرة جداً — بحجم رأس قلم رصاص — وتتطلب معدات ضخمة تستهلك كميات كبيرة من الطاقة. الباحثون يعملون على تطوير طرق لإنتاجه بكميات أكبر، مع تقديم طلبات براءة اختراع لحماية التقنية.
لكن حتى مع هذه التحديات، يرى العلماء أن هذا الاكتشاف قد يكون بداية عصر جديد في المواد الفائقة الصلابة.
