تیمی از پژوهشگران دانشگاه توکیو به‌سرپرستی پروفسور ایچی ناکامورا روشی کاملاً جدید برای سنتز نانوالماس ارائه کرده‌اند که برخلاف روش‌های رایج، نیازی به فشار یا دمای بالا ندارد. در این فرآیند، پرتوهای الکترونی میکروسکوپ عبوری، مولکول‌های آدامانتان را مستقیماً به شبکه بلوری الماس تبدیل می‌کنند و گاز هیدروژن آزاد می‌شود—پدیده‌ای که تا پیش از این، تنها در دل زمین یا در راکتورهای CVD میسر بود.
چرا این روش بی‌سابقه است؟
– حذف هزینه و پیچیدگی تجهیزات فشار بالا (HPHT) و راکتورهای پیچیده‌ی رسوب بخار شیمیایی
– امکان تولید نانوالماس در قطر ۸–۱۰ نانومتر زیر تابش‌سنجی دقیق الکترون
– اثبات اینکه پرتو الکترونی می‌تواند واکنش‌های شیمیایی هدفمند انجام دهد، نه فقط تخریب مواد آلی
اصول واکنش
آدامانتان، مولکول چهاروجهیِ هیدروکربنی شبیه ساختار الماس، نقطه شروع کار است. تابش الکترونی در میکروسکوپ عبوری:
- پیوندهای کربن–هیدروژن را می‌شکند
- اتم‌های کربن را مجدداً به‌هم متصل کرده و شبکه مکعبی الماس را شکل می‌دهد
- همزمان، هیدروژن به‌صورت گاز آزاد می‌شود
کاربردهای نویدبخش نانوالماس
نانوالماس‌های تولیدشده می‌توانند در حوزه‌های زیر تحولی ایجاد کنند:
- فناوری کوانتومی: مراکز رنگی برای حسگرها و کیوبیت‌های الماسی
- لیتوگرافی و مهندسی سطح: ایجاد لایه‌های پوششی با سختی و شفافیت بالا
- اخترشیمی: مدل‌سازی فرآیندهای شکل‌گیری الماس در شهاب‌سنگ‌ها بر اثر پرتوهای کیهانی
این دستاورد نه تنها شیوه‌ی سنتز الماس را ساده و بهینه می‌کند، بلکه چشم‌انداز تازه‌ای پیش روی تولید مواد نانوساختاری قرار می‌دهد. اگر این تکنیک در مقیاس بزرگ‌تر قابل توسعه باشد، خواهیم توانست الماس‌های خالص‌تر، با کاربردهای پیشرفته، در آزمایشگاه و بدون نیاز به تجهیزات غول‌پیکر تولید کنیم.
لعیا آزاده
من فارغ‌التحصیل رشته رسانه و ارتباطات هستم و از همان دوران دانشگاه به پتانسیل فضای مجازی و رسانه‌های دیجیتال برای تولید محتوا علاقه‌مند شدم. فعالیت حرفه‌ای خودم را از سال ۱۳۹۷ با مدیریت یک وبلاگ و شبکه‌های اجتماعی برای یک برند کوچک آغاز کردم. پس از کسب تجربه در زمینه تولید محتوای دیجیتال و بازاریابی، اکنون به عنوان دبیر سرویس محتوای دیجیتال در یک مجله اینترنتی شناخته‌شده فعالیت می‌کنم. تلاش من این است که با بهره‌گیری از روندهای جدید، محتوایی جذاب و تعاملی برای مخاطبان تولید کنم.