ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยจี๋หลินและมหาวิทยาลัยซุนยัตเซ็นในประเทศจีนประสบความสำเร็จในการสังเคราะห์ “ซูเปอร์ไดมอนด์” คุณภาพสูงที่มีความแข็งเป็นพิเศษในห้องปฏิบัติการ วัสดุนี้มีความแข็งแรงมากกว่าเพชรธรรมชาติประมาณ 40% และมีเสถียรภาพทางความร้อนที่ยอดเยี่ยม ความก้าวหน้าครั้งนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Nature Materials วารสารนานาชาติอันทรงเกียรติเมื่อต้นเดือนที่ผ่านมา
สารบัญ
เพชรหกเหลี่ยม: แรงบันดาลใจจากจักรวาล
เพชรแบบดั้งเดิมส่วนใหญ่มีโครงสร้างผลึกแบบลูกบาศก์ แต่นักวิจัยได้สังเคราะห์เพชรชนิดหนึ่ง (หรือที่รู้จักกันในชื่อลอนส์เดลไอต์) ที่มีโครงตาข่ายหกเหลี่ยม เพชรชนิดนี้หายากมากในธรรมชาติ เพชรชนิดนี้ถูกค้นพบครั้งแรกในปี พ.ศ. 2510 ในอุกกาบาตที่ตกลงสู่พื้นโลกในรัฐแอริโซนา ก่อให้เกิดหลุมอุกกาบาตบาร์ริงเจอร์ ในเวลานั้น นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าแรงกดดันและความร้อนสูงที่เกิดจากการพุ่งชนของอุกกาบาตได้เปลี่ยนกราไฟต์ให้กลายเป็นเพชรหกเหลี่ยม ซึ่งยังคงโครงสร้างโครงตาข่ายสี่เหลี่ยมด้านขนานของกราไฟต์ไว้
อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเพชรหกเหลี่ยมธรรมชาติเหล่านี้หายากมากและมีขนาดเล็กมาก การนำไปใช้ประโยชน์ได้อย่างมีประสิทธิภาพจึงเป็นไปไม่ได้มานานแล้ว ในอดีตเคยมีการทดลองสังเคราะห์เพชรหกเหลี่ยม แต่ความสำเร็จยังมีจำกัดและคุณภาพก็ไม่สม่ำเสมอ
การปลดล็อกเส้นทางสู่การเปลี่ยนแปลงของกราไฟต์: เฟสหลังกราไฟต์และเงื่อนไขจำกัด
กุญแจสู่ความสำเร็จของนักวิจัยชาวจีนอยู่ที่การค้นพบว่าภายใต้แรงกดดันที่สูงมาก กราไฟต์จะก่อตัวเป็นโครงสร้างใหม่ที่เรียกว่า “เฟสหลังกราไฟต์” เมื่อได้รับความร้อนและอัดภายใต้แรงกดดันสูงในสถานะนี้ กราไฟต์จะเปลี่ยนเป็นเพชรรูปหกเหลี่ยมที่ตกผลึกอย่างดีและเกือบจะบริสุทธิ์
จากการทดลองแสดงให้เห็นว่าเพชรหกเหลี่ยมสังเคราะห์นี้สามารถทนต่อแรงกดดันได้สูงถึง 155 GPa และรักษาเสถียรภาพทางความร้อนได้สูงถึง 1,100 องศาเซลเซียส ซึ่งสูงกว่าเพชรธรรมชาติ (ประมาณ 100 GPa และ 700 องศาเซลเซียส) อย่างมาก นอกจากนี้ คุณสมบัติทางกายภาพของเพชรหกเหลี่ยมสังเคราะห์ยังเหนือกว่าเพชรนาโนแบบดั้งเดิมที่มีขนาดเล็กกว่า 100 นาโนเมตรอย่างมากอีกด้วย
การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมและแนวโน้มในอนาคต
ทีมวิจัยระบุว่าวัสดุที่มีความแข็งเป็นพิเศษนี้มีศักยภาพสูงในการนำไปประยุกต์ใช้ในงานตัดเฉือนที่มีกำลังแรงสูง การเจาะที่แม่นยำ เครื่องมือตัด และงานด้านอื่นๆ นอกจากนี้ งานวิจัยในสหรัฐอเมริกายังสนับสนุนแนวคิดที่ว่าเพชรรูปหกเหลี่ยมอาจมีความแข็งกว่าเพชรรูปลูกบาศก์ ซึ่งช่วยเพิ่มมูลค่าของเพชรชนิดนี้ในการผลิตระดับสูง
นอกจากการนำไปใช้ในอุตสาหกรรมแล้ว นักวิทยาศาสตร์บางท่านยังระบุว่าเพชรรูปหกเหลี่ยมอาจกลายเป็นทางเลือกใหม่ในตลาดเครื่องประดับในอนาคต ยกตัวอย่างเช่น อาจนำไปใช้ในเครื่องประดับระดับไฮเอนด์อย่างแหวนหมั้น โครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์และความหายากของเพชรอาจนำมาใช้แทนเพชรแบบดั้งเดิมได้
ความก้าวหน้าครั้งสำคัญนี้ไม่เพียงแต่มอบกรอบทฤษฎีใหม่สำหรับความเข้าใจของมนุษย์เกี่ยวกับกระบวนการแปลงกราไฟต์ให้เป็นเพชรเท่านั้น แต่ยังมอบพื้นฐานเชิงทดลองและเส้นทางทางเทคนิคสำหรับการพัฒนาในอนาคตของวัสดุที่แข็งเป็นพิเศษใหม่ด้วย
อ้างอิง
- นักวิทยาศาสตร์พัฒนาเพชรที่แข็งเป็นพิเศษ แข็งแกร่งกว่าเพชรธรรมชาติถึง 40%
- Scientists make ‘super diamond’ 40% harder than real thing
สำหรับการบด เรามีการปรับแต่งตามความต้องการในการประมวลผล เพื่อให้มีประสิทธิภาพสูงสุด
ยินดีต้อนรับที่จะติดต่อเรา เราจะมีคนที่จะตอบคำถามของคุณ
หากคุณต้องการใบเสนอราคาแบบกำหนดเองโปรดติดต่อเรา
เวลาทำการฝ่ายบริการลูกค้า : จันทร์ – ศุกร์ 09:00~18:00 น.
โทร : 07 223 1058
หากมีข้อสงสัยหรือคำถามที่ไม่ชัดเจนทางโทรศัพท์ โปรดอย่าลังเลที่จะส่งข้อความส่วนตัวถึงฉันทาง Facebook ~~
เฟซบุ๊ก HonWay: https://www.facebook.com/honwaygroup
คุณอาจสนใจ…
[wpb-random-posts]
