เพชรที่มีความแข็งกว่าเพชรธรรมชาติสามารถผลิตได้โดยใช้กรรมวิธีใหม่

เพชรที่ได้จากวิธีใหม่จะมีโครงสร้างผลึกเป็นรูปหกเหลี่ยมแทนที่จะเป็นโครงสร้างลูกบาศก์ปกติ ซึ่งมีความแข็งและมีเสถียรภาพทางความร้อนที่น่าประทับใจ

เพชรธรรมชาติมีความแข็งสูงสุดเพียงประมาณ 110 GPa เท่านั้น เมื่อเทียบกับความแข็ง 155 GPa ของเพชรสังเคราะห์ใหม่

ScienceAlert รายงานเมื่อวันที่ 3 มีนาคมว่านักวิทยาศาสตร์เพิ่งสังเคราะห์เพชรที่มีความแข็งกว่าเพชรธรรมชาติได้ โดยใช้แนวทางใหม่กับโครงสร้างของอัญมณีชนิดนี้

เพชรมีชื่อเสียงว่าเป็นวัสดุธรรมชาติที่แข็งที่สุดบนโลก แม้ว่าจะมีวัสดุสังเคราะห์บางประเภทที่แข็งกว่านั้นก็ตาม เมื่อไม่นานมานี้ กลุ่มผู้เชี่ยวชาญจากมหาวิทยาลัยและสถาบันวิจัยหลายแห่งในประเทศจีนได้ค้นพบวิธีการสังเคราะห์ใหม่

ทีมวิจัยได้นำกราไฟต์ไปวางไว้ภายใต้แรงดันสูงมาก ก่อนที่จะให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิ 1,527 องศาเซลเซียส เพชรที่ได้จะมีโครงสร้างผลึกรูปหกเหลี่ยมแทนที่จะเป็นโครงสร้างลูกบาศก์ตามปกติ

เพชรหกเหลี่ยมเม็ดแรกได้รับความสนใจจากนักวิทยาศาสตร์เมื่อกว่า 50 ปีที่แล้ว หลังจากที่ค้นพบที่บริเวณที่เกิดการตกของอุกกาบาต การศึกษาใหม่นี้ถือเป็นหลักฐานที่มั่นคงชิ้นแรกที่ว่าโครงสร้างภายในนี้เพิ่มความแข็งแกร่ง

ตามที่ทีมนักวิจัยได้ระบุไว้ เพชรธรรมชาติและเพชรสังเคราะห์ส่วนใหญ่มีโครงตาข่ายผลึกลูกบาศก์ในขณะที่โครงสร้างหกเหลี่ยมนั้นหายากและยังไม่ได้รับการสำรวจเป็นส่วนใหญ่ เนื่องมาจากความบริสุทธิ์ต่ำและตัวอย่างส่วนใหญ่ที่ได้มีขนาดเล็กมาก

“การสังเคราะห์เพชรหกเหลี่ยมเป็นเรื่องที่ท้าทาย และแม้กระทั่งการมีอยู่ของมันก็ยังคงเป็นเรื่องที่ถกเถียงกันอยู่” ตามที่ทีมงานกล่าว

เพชรสังเคราะห์ใหม่มีความแข็ง 155 GPa ซึ่งเป็นหน่วยวัดแรงกดที่วัสดุสามารถทนทานได้ ในขณะเดียวกันเพชรธรรมชาติมีความแข็งสูงสุดประมาณ 110 GPa

เสถียรภาพทางความร้อนของเพชรชนิดใหม่ก็น่าประทับใจเช่นกัน นักวิจัยเผยว่าเพชรหกเหลี่ยมสังเคราะห์สามารถทนต่ออุณหภูมิได้สูงถึง 1,100 องศาเซลเซียส เมื่อเปรียบเทียบกับเพชรนาโนที่นิยมใช้ในงานอุตสาหกรรมซึ่งมีอุณหภูมิ 900 องศาเซลเซียส เพชรธรรมชาติสามารถทนต่ออุณหภูมิที่สูงขึ้นได้ แต่จะต้องอยู่ในภาวะสุญญากาศเท่านั้น

นี่ไม่ใช่ครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์พยายามสร้างเพชรผลึกหกเหลี่ยมในห้องทดลอง โครงการก่อนหน้านี้ที่ดำเนินการในปี 2559 ได้สร้างเพชรเหล่านี้จากคาร์บอนอะมอร์ฟัส ซึ่งเป็นวัสดุที่ไม่มีรูปร่างคงที่

อย่างไรก็ตาม ทีมวิจัยมีวิธีการสังเคราะห์แบบใหม่ที่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถสร้างวัสดุเพชรแข็งพิเศษในห้องปฏิบัติการได้

“ผลการค้นพบของเราให้ข้อมูลเชิงลึกที่มีค่าเกี่ยวกับการเปลี่ยนกราไฟต์ให้เป็นเพชรภายใต้ความกดดันและอุณหภูมิสูง ซึ่งสร้างโอกาสให้กับการผลิตและการใช้งานของวัสดุเฉพาะตัวนี้” ตามที่ทีมวิจัยได้กล่าวไว้

ที่มา: https://thanhnien.vn/che-tao-duoc-kim-cuong-cung-hon-kim-cuong-tu-nhien-bang-phuong-phap-moi-185250303111931835.htm