تستغرق زراعة الماس في المختبرات وقتًا طويلاً تصل لنحو 12 يومًا من خلال طريقة “الضغط العالي ودرجة الحرارة المرتفعة” التقليدية – التي اكتشفتها شركة جنرال إلكتريك في عام 1955 – والتي يتم من خلالها إنتاج جميع الماس الاصطناعي تقريبًا اليوم.
الماس هو مجرد ذرات كربون مرتبة بطريقة معينة، تتضمن طريقة HPHT إذابة الكربون في المعدن السائل عند ضغط مرتفع يبلغ حوالي 5 جيجا باسكال (50000 ضعف الضغط الجوي) عند 1300-1600 درجة مئوية، ويتصرف المعدن المنصهر كمذيب للكربون المذاب؛ تتحرك ذرات الكربون نحو بلورة بذور الماس وتترسب عليها – مما يؤدي فقط إلى نمو البنية الشبكية، وفي غضون أيام قليلة، يتكون الماس، ولا يمكن أن يكون الماس الناتج بهذه الطريقة كبيرًا جدًا.
وفي ورقة بحثية حديثة نشرت في مجلة Nature، وصفوا كيف قاموا بزراعة الماس في 15 دقيقة فقط عند درجة حرارة 1025 درجة مئوية، دون جزيئات البذور، الأهم من ذلك، كان هذا عند الضغط المحيط.
قامت مجموعة مكونة من 15 عالمًا من معهد أولسان الوطني للعلوم والتكنولوجيا، بصنع كوكتيل من الغاليوم والحديد والنيكل والسيليكون عن طريق وضعها في بوتقة من الجرافيت، ثم قاموا بضخ غاز الميثان عند درجة حرارة 1175 درجة مئوية، وتشكل الماس في القاع، حيث كان المعدن السائل متصلبًا، و”ظهرت ألوان قوس قزح للعين”، ثم استخدموا ميثانًا مختلفًا – 13CH4 – حيث تكون ذرة الكربون من نظير الكربون، ووجدوا أن الماس أنقى.
وأثبت الباحثون أن البلورات كانت عبارة عن ألماس باستخدام طرق التحليل الطيفي رامان، والمجهر الإلكتروني النافذ، وحيود الأشعة السينية.
ووجدوا أن الماس يتشكل وينمو، حيث يعتقدون أن هناك “تدرجًا في درجة الحرارة” (درجة حرارة منخفضة قليلاً). اندفعت ذرات الكربون إلى المكان، وتراكمت فوق بعضها البعض وشكلت هيكلًا نعرف أنه الماس، لقد قاموا بالعديد من المحاولات، وامتدت لفترات زمنية مختلفة، ووجدوا أن الألماس يبدأ في التكون بين 10 دقائق و15 دقيقة (مقارنة بـ 12 يومًا من خلال طريقة HPTP!) ويستمر الألماس في النمو مع مرور الوقت ولكنه يتوقف عن النمو عند حوالي 150 دقيقة.
هذه الطريقة هي اكتشاف رائد، إن القيام بذلك عند الضغط المحيط أمر مهم، قد لا يكون الأمر مثاليًا، لكنه يقترح طريقة جديدة لصنع الماس، ويقترح العلماء الكوريون إمكانية تعديل النظام، مثل استخدام مزيج مختلف من المعادن، للحصول على نتائج أفضل.
ويقولون في ورقتهم البحثية: “إن احتمالات استكشاف نمو الماس باستخدام هذا النوع من النهج تبدو واعدة”.
