ونشرت الدراسة في العدد الأخير من مجلة العلوم
وبعد 12 عامًا من البحث، نجح الباحثون في زراعة طبقات من الألماس النانوي في مختبرات التخنيون. ويقول الباحثون إن هذا يعد إنجازًا علميًا وطفرة تجعل من الممكن التحكم في عمليات التنوي لطبقات الماس متعدد البلورات على ركائز مختلفة. كما أن نتائج البحث قد تلقي الضوء على عملية تكوين الكربون الصلب خلال الانفجار الأعظم الذي أدى إلى خلق العالم. تشبه جزيئات الماس المزروعة في مختبرات التخنيون تلك الموجودة سابقًا في النيازك. ويقول البروفيسور ألون هوفمان، رئيس مختبر الطبقات والأسطح الرقيقة في كلية الكيمياء في التخنيون، إن لهذا التطور أيضًا آثارًا صناعية بعيدة المدى.
انضم باحثون من إسرائيل وألمانيا وهونج كونج إلى تطوير العملية الثورية. النموذج النظري الذي يشرح آلية تكوين الألماس النانوي تم اقتراحه من قبل البروفيسور أشعيا ليبشيتز من المفاعل النووي في ناحال سوريك والبروفيسور هوفمان من التخنيون. تم إجراء الحسابات النظرية، التي تدعم النموذج، من قبل مجموعات من الباحثين في ألمانيا وهونج كونج. تم تطوير المختبر في مختبرات كلية الكيمياء في التخنيون بترخيص من البروفيسور هوفمان، حيث عمل في المشروع اثنان من طلاب الدكتوراه: إيرينا جوزمان وأليكسي هايمان.
وأوضح الباحثون أن تفرد الكربون يكمن في قدرته على تكوين روابط كيميائية مختلفة ومتنوعة الأنواع، بينه وبين العناصر الأخرى. ويوجد في المناجم على شكل ماسة كريستالية واحدة. إن وجود ماسة صغيرة بحجم نانومتر، لا يمكن رؤيتها إلا بمجهر خاص، يدل على أن ظروف تكوين الكون تتوافق مع ظروف تكوين الماس.
باعتباره أصلب مادة في الطبيعة، لا يُستخدم الماس كقطعة مجوهرات باهظة الثمن فحسب، بل أيضًا، وقبل كل شيء، كمادة مهمة للغاية للصناعة وكطلاء وكأداة للقطع. ويستخدم طلاء الماس أيضًا في نوافذ المكوك الفضائي وقباب الصواريخ. كما أنه أفضل موزع للحرارة في الطبيعة، لذلك فهو مهم جدًا في صناعة الإلكترونيات الدقيقة. يمكن زراعة الماس كما تم إنشاؤه أثناء خلق العالم - في درجات حرارة عالية وضغوط عالية تصل إلى آلاف الأجواء. في مختبرات التخنيون، يتم زراعة الماس في درجات حرارة تصل إلى مئات الدرجات وضغوط تحت الغلاف الجوي، مما يسهل التعامل معه في المختبر. "في كلية الكيمياء، وبدعم فني من يتسحاق ليئور وعمال الورشة، قمنا بتطوير نظامين يمكننا من خلالهما زراعة طبقات الماس النانوي من خليط الغازات والهيدروجين والميثان (كلاهما متوفر بطبيعته وصديق للبيئة) )" يشرح البروفيسور هوفمان. "اليوم يمكننا زراعة طبقات رقيقة ومستمرة من الماس على الأسطح الصلبة، بسماكة أقل من ميكرون إلى بضعة ميكرونات."
هذه هي الطريقة التي يمكنك من خلالها طلاء الحديد وأدوات القطع، بالإضافة إلى النافذة البصرية، وجعلها متينة للغاية. ليست هناك حاجة للعمل باستخدام مادة صلبة في المقام الأول، ولكن العمل باستخدام مادة سهلة ومريحة للعمل بها، وعندها فقط لاحظ الطبقة الرقيقة من الماس التي تعمل على تصلبها.
في مختبر الطبقات والأسطح الرقيقة في كلية الكيمياء في التخنيون، تمكن الباحثون من تنمية أول نواة الماس النانوي، عن طريق الترسيب من مرحلة البلازما، واقتراح نموذج يشرح عملية تكوين جزيئات الماس النانوي (الماس الصغير جدًا) ) من مرحلة البلازما. وقد لقي هذا الاكتشاف أصداء كثيرة في العالم العلمي، وتم نشره في جريدة "العلم" المرموقة، إذ لم تكن حتى الآن عملية نواة الماس من مرحلة البلازما واضحة. "من الآن فصاعدا سيكون من الممكن التحكم بشكل أفضل في موقع نمو الماس، سواء كان على حافة الفولاذ مما يجعله سكين قطع متين للغاية، سواء كان في نافذة المركبة الفضائية أو قبة الصاروخ" يقول الباحثون.
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~341675915~~~191&SiteName=hayadan
