كسر قوانين الفيزياء! 'وصفة سحرية' جديدة تُصنع الألماس البراق دون نار أو مطارق

مدار الساعة -في إنجاز مذهل يُغيّر مفاهيم تكوين الماس، نجح فريق من جامعة طوكيو في ابتكار طريقة جديدة لإنتاج ألماس نانوي دون الحاجة إلى حرارة أو ضغط، فقط باستخدام حزم من الإلكترونات.

لطالما اعتقد العلماء أن هذه الحزم تُتلف المواد العضوية، لكن التجربة اليابانية أثبتت العكس تماما، إذ تُمكن الإلكترونات من تحفيز تفاعلات دقيقة تُحوّل جزيئات الكربون إلى ألماس مصغّر. هذا الاكتشاف قد يُحدث ثورة في علوم المواد ويفتح الباب أمام فهم أعمق لتكوّن الألماس في الفضاء.

كيف نجحوا في ذلك؟

استخدم الباحثون مادة تُسمى الأدامانتان، وهي مركب كربوني يشبه في تركيبه بنية الماس. وعبر تعريضها لشعاع إلكتروني داخل مجهر إلكتروني نافذ (TEM)، استطاع الفريق مراقبة لحظة تحوّل الجزيئات إلى ألماس نانوي في الوقت الحقيقي، في درجات حرارة منخفضة تتراوح بين 100 و296 كلفن.

خلال التجربة، تحوّلت جزيئات الأدامانتان إلى بلورات ماسية صغيرة جدًا، لا يتجاوز قطرها 10 نانومتر، مع انبعاث غاز الهيدروجين أثناء التفاعل. المفاجأة أن الهيدروكربونات الأخرى لم تنجح في إنتاج الألماس بنفس الطريقة، ما يؤكد أن للأدامانتان خصائص فريدة تجعله مثاليًا لهذه العملية، وفقا لـ "sciencedaily".

تطبيقات واعدة

يفتح هذا الابتكار الباب أمام استخدام الإلكترونات للتحكم في التفاعلات الكيميائية بدقة عالية، ما قد يتيح تطبيقات واسعة في مجالات مثل الطباعة النانوية وعلوم الأسطح، وتحليل المواد البيولوجية دون إتلافها، إضافةً إلى تطوير النقاط الكمية المستخدمة في الحوسبة الكمومية وأجهزة الاستشعار المتقدمة.

كما يرى الباحثون أن هذه الظاهرة قد تفسر أيضًا كيفية تكوّن الألماس طبيعيًا في الفضاء، مثلًا في النيازك أو الصخور الغنية باليورانيوم، التي تتعرض لإشعاع قوي مشابه.

حلمٌ تحقق بعد 20 عاما

يقول البروفسور ناكامورا، قائد الفريق، إنه طارد هذا الحلم منذ عام 2004، لإثبات أن الإلكترونات لا تُدمّر الجزيئات العضوية كما يُعتقد، بل يمكنها بناء مواد جديدة بدقة مذهلة.

ويضيف: "لقد أردت أن أرى بعيني كيف تتشكل الروابط الذرية أمامي — والآن رأينا الألماس يُولد من الضوء".

إنها خطوة قد تُغيّر إلى الأبد طريقة استخدام العلماء لحزم الإلكترونات، وتجعل من الممكن مشاهدة التفاعلات الكيميائية أثناء حدوثها بدقة غير مسبوقة.