الماس مصنوعی چیست و چه تفاوتی با الماس طبیعی دارد؟
الماس مصنوعی چیست؟
هنگامی‌که اسم الماس به‌گوش می‌رسد، ویژگی‌هایی چون گران‌قیمتی و با‌ارزش برای ما تداعی می‌شود. اما آیا تاکنون به این سوال فکر کرده‌اید الماس مصنوعی چیست؟ یا تمامی الماس‌هایی که مشاهده می‌کنیم آیا همگی اصل هستند یا اینکه الماس مصنوعی یا الماس تقلبی هم بین آنها وجود دارد؟
کلمه الماس از واژه ادَماس (به یونانی|ἀδάμας} و به معنای نشکن) منشا می‌گیرد. الماس یکی از سنگ های قیمتی و یکی از آلوتروپ‌های کربن به شمار می‌آید که در فشارهای بالا پایداری خود را حفظ می‌کند. آلوتروپ دیگر کربن گرافیت نام دارد.
نکته‌ای که وجود دارد این است که الماس در حالت پایدار ساختار مکعبی دارد. الماس دارای ساختار منشوری نیز است و این ساختار به‌صورت شبه‌پایدار در طبیعت به صورت کانی لونسدالنیت قابل دسترسی است.
الماس‌ها از کربن آن هم کربن کاملا سازمان‌یافته به‌وجود می‌آیند. مطابق با تحقیق جدیدی که در نشریه نیچر انتشار یافته است، دانشمندان این‌گونه می‌پندارند که الماس‌ها درون کره زمین از یک تا سه میلیارد سال قبل به‌وجود آمده‌اند. در ادامه در مورد الماس طبیعی و الماس مصنوعی و نحوه تشخیص الماس مصنوعی توضیح می‌دهیم.
چگونه به‌وجود می‌آید؟
اگر‌چه ممکن است این فرآیند تشکیل الماس طبیعی کمی دشوار جلوه کند بنابراین باید از کسانی که الماس مصنوعی را خلق کردند ممنون باشیم. دانشمندان بر این باور هستند که دستورالعمل ایجاد الماس به‌شرح زیر است.
- دی‌اکسید کربن را در ۱۸۰ کیلومتری عمق زمین دفن کنید.
- آن‌را تا بیش از ۱۲۰۰ درجه حرارت دهید.
- آن را زیر فشار بیش از ۵۰۰۰۰ کیلوگرم نیرو بر سانتی‌متر مربع قرار دهید.
- به سرعت آن‌را به سطح زمین بیاورید تا به سرعت سرد شود.
روش‌های مصنوعی تشکیل الماس
همان‌گونه که مشاهده کردیم الماس به‌روش طبیعی بسیار سخت تولید می‌شود و این باعث شده است که روش‌های مصنوعی برای ایجاد الماس معرفی شوند و الماس مصنوعی را خلق کنند. حال برای تولید الماس مصنوعی روش‌های مختلفی وجود دارد که در ادامه آمده است.
روش اول: فشار بالا، حرارت بالا (HPHT)
اولین روش مصنوعی روش فشار بالا، حرارت بالا (HPHT) به‌شمار می‌آید. این روش بسیار شبیه به‌روش تشکیل الماس درون کره زمین است و در آن گرافیت (منظور همان کربنی است که همان کربنی که در مداد به کار می‌رود.) در موقعیتی قرار می‌گیرد که باید گرما و فشار شدید را تحمل کند.
در این روش سندان‌های کوچک در ماشین HPHT در حالی که الکتریسیته شدید از گرافیت رد می‌شود، بر روی آن فشار وارد می‌کند و به همین راحتی پس از چند روز یک الماس با کیفیت جواهر ایجاد خواهد شد.
لازم به‌ذکر است که خلوص این الماس‌ها به اندازه خلوص الماس‌های طبیعی نیستند، زیرا در آنها مخلوط یک محلول فلزی با گرافیت اتفاق می‌افتد.
روش دوم: رسوب بخار شیمیایی
روش دیگر تولید الماس، رسوب بخار شیمیایی به‌شمار می‌آید. عملکرد این روش بر اساس فشار شدید است. اما توانایی این را دارد که الماس‌هایی بی‌نقص‌تر از طبیعت ایجاد کند. در این روش یک قطعه الماس را داخل یک محفظه کاهش فشار قرار می‌گرفت دهند. سپس گاز طبیعی را با یک تابش مایکروو‌یو به درون این محفظه می‌گرفت فرستند.
هنگامی‌که این گاز تا تقریبا ۲۰۰۰ درجه مورد حرارت قرار می‌گیرد، اتم‌های کربن روی الماس درون محفظه مخصوص سرازیر می‌شوند و به آن چسبیده می‌شوند. در مرحله بعدی شاهد رشد غلاف کاملی شبانه دور الماس هستیم.
مزیت این الماس‌های مصنوعی بیش از هر چیز برای تولیدکنندگان کامپیوتر محسوب می‌شود. در درجه حرارت‌هایی که در آن ذوب تراشه‌های سیلیکونی رخ می‌دهد، غلاف‌های الماس مصنوعی مثل سنگ سخت مقاومت خود را حفظ می‌کنند.
الماس‌ها چه خواصی دارند؟
- یکی از ویژگی‌های الماس این است که در بین جامدات در دمای ۲۵ درجه دارای بالاترین رسانایی گرمایی است. در واقع قدرت دارای هدایت گرمایی ۵ برابر بیشتر از مس است.
- الماس یک ماده نوری ایده‌آلی محسوب می‌شود که دارای قابلیت انتقال طیف نوری از فروسرخ تا فرابنفش است.
- دارای شاخص بازتابش بسیار بالایی است.
- دارای خواص نیمه‌رسانایی قابل توجه و چشم‌گیری است. همچنین دارای شکست الکتریکی به‌طور متوسط ۵۰ برابر نیمه‌رساناهای متداول است.
- دارای مقاومت بسیار بالایی در برابر تابش نوترونی است.
- به‌عنوان سخت‌ترین ماده به‌حساب می‌آید.
- در مجاورت هوا دارای روانی طبیعی فوق‌العاده‌ای است. این ویژگی آن مانند تفلون است.
- وجود استحکام و صلبیت بسیار بالا در این ماده شناخته شده است. هر چند که راه‌کارهایی به‌وسیله پژوهشگران ارائه شده است که توسط آنها الماس را در محیط آزمایشگاهی می‌سازند و جایگزین الماس معدنی می‌کنند.
- [html_block id=”28290″]