ბუნებრივი ალმასების წარმოქმნისთვის მილიარდობით წელია საჭირო, მიწაში ძალიან ღრმად, ექსტრემალური წნევისა და ტემპერატურის გარემოში. სინთეტიკური ფორმის შექმნა გაცილებით სწრაფად არის შესაძლებელი, მაგრამ როგორც წესი, ამისათვის საჭიროა ძლიერი შეკუმშვა რამდენიმე კვირის განმავლობაში.
თხევადი ლითონების ნარევზე დაფუძნებული ახალი მეთოდით, ხელოვნური ალმასების შექმნა სულ რამდენიმე წუთშია შესაძლებელი, თანაც უკიდურესი შეკუმშვის გარეშე.
მიუხედავად იმისა, რომ მაღალი ტემპერატურა მაინც საჭიროა, 1025°C-ის დიაპაზონში, ალმასის უწყვეტი ფენა 150 წუთში წარმოიქმნა, 1 ატმოსფეროზე. სწორედ ასეთი წნევაა ზღვის დონეზე, რაც ათობით ათასჯერ ნაკლებია იმ მაჩვენებელზე, რაც აქამდე იყო საჭირო.
ინოვაციური მიდგომის ავტორ ჯგუფს სამხრეთ კორეის საბაზისო მეცნიერებათა ინსტიტუტის მკვლევრები ხელმძღვანელობდნენ. ჯგუფი დარწმუნებულია, რომ შესაძლებელია ამ პროცესის მასშტაბის გაზრდა, რამაც მნიშვნელოვანი გარდატეხა უნდა შეიტანოს სინთეტიკური ალმასების წარმოებაში.
ალმასების საწარმოებლად თხევად ლითონში ნახშირბადის გახსნა მთლად ახალი მეთოდი არ არის. მაგალითად, კომპანია General Electric-მა ნახევარი საუკუნის წინ შეიმუშავა პროცესი, რომელშიც გამდნარ რკინას იყენებდა.
თუმცა, ეს პროცესი მაინც მოითხოვდა 5-6 გიგაპასკალის წნევას და ალმასის „თესლს“, ნახშირბადის მისაკრავად.
„აღმოვაჩინეთ 1 ატმოსფერულ წნევაზე ალმასების ზრდის მეთოდი, საშუალო ტემპერატურაზე, თხევად ლითონთა ნაზავის გამოყენებით“, — წერენ მკვლევრები.
წნევის შემცირებას თხევადი ლითონების ფრთხილად შერევით მიაღწიეს: გალიუმის, რკინის, ნიკელისა და სილიციუმის. გრაფიტის გარსში სპეციალურად შექმნილი ვაკუუმის სისტემა ლითონს სწრაფად აცხელებს და შემდეგ აციებს, როცა მასზე ზემოქმედებს მეთანისა და წყალბადის კომბინაცია.
ასეთმა პირობებმა განაპირობა მეთანში არსებული ნახშირბადის ატომების გამდნარ ლითონში გავრცელება, რომლებმაც ალმასების „თესლების“ როლი შეასრულეს. სულ რაღაც 15 წუთის შემდეგ, იქვე, ზედაპირქვეშ, თხევადი ლითონიდან ამოიწია ალმასის კრისტალების პატარა ფრაგმენტები, 2-საათნახევრიანი პროცესის შემდეგ კი ალმასის უწყვეტი ფენა წარმოიქმნა.
მიუხედავად იმისა, რომ ნახშირბადის მიერ კრისტალების წარმოქმნის კონცენტრაცია შემცირდა სულ რაღაც რამდენიმე ასეული ნანომეტრის სიღრმეში, მკვლევრებს იმედი აქვთ, რომ მცირედი ძალისხმევით, პროცესს გააუმჯობესებენ.
„ვვარაუდობთ, რომ მარტივი მოდიფიკაციები შესაძლებელს გახდის ალმასების ძალიან დიდ ფართობზე წარმოებას, დიდი ზედაპირის ან ინტერფეისის გამოყენებით, გამაცხელებელ ელემენტთა კონფიგურაციით, რათა მივაღწიოთ წარმოების რეგიონის გაცილებით დიდ პოტენციალს“, — წერენ მკვლევრები.
ამ მოდიფიკაციებს დრო დასჭირდება და ამ მიმართულებით კვლევა ჯერ ძალიან ადრეულ ეტაპზეა, მაგრამ ახალი კვლევის ავტორები ფიქრობენ, რომ მას უდიდესი პოტენციალი აქვს — შესაძლებელი უნდა იყოს სხვა ლითონების ჩართვაც იგივე ან უკეთესი შედეგების მისაღებად.
სინთეტიკურ ალმასებს იყენებენ მრავალ სამრეწველო პროცესში, ელექტრონიკაში და კვანტურ კომპიუტერებშიც კი. პროცესს, რომლითაც ამჟამად მას აწარმოებენ, რამდენიმე დღე და გაცილებით დიდი წნევა სჭირდება. თუკი ახალი მეთოდი მთელ თავის პოტენციალს გამოიყენებს, ალმასების წარმოება გაცილებით სწრაფი და მარტივი გახდება.
კვლევა ჟურნალ Nature-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია ScienceAlert-ის მიხედვით.
