پژوهشگران دانشگاه توکیو یک روش جدید برای ساخت الماس های مصنوعی با استفاده از تابش الکترونی توسعه داده اند. این روش می تواند راه را برای شکل گیری روش های قدرتمند جدیدی از تصویربرداری و تکنیک های تحلیلی هموار کند.

به گزارش ایسنا، در حال حاضر، الماس ها به طور معمول در شرایط بسیار شدید گرما و فشار شکل می گیرند، مانند آنهایی که عمیق درون زمین هستند، یا از طریق یک فرایند رشد کنترل شده به نام رسوب بخار شیمیایی.

به نقل از آی ای، با این حال، محققان ژاپنی به رهبری پروفسور اِییچی ناکامورا راهی را برای ساختن الماس های کوچک (نانوالماس ها) در فشارهای نسبتا پایین با استفاده از یک پرتو الکترونی کشف کرده اند.

ماده آغازین آنها آدامانتان بود که یک مولکول هیدروکربنی قفسی-شکل با اسکلت پایه کربنی چهاروجهی مشابه الماس است.

در آدامانتان، اتم های کربن در آرایشی مشابه الماس مانند قرار دارند، اما هر کربن با اتم های هیدروژن پوشیده شده است. برای تبدیل آدامانتان به الماس، باید هیدروژن ها را جدا کنید و پیوندهای کربن-هیدروژن را بشکنید. همچنین نیاز است کربن ها را به هم متصل کنید و پیوندهای جدید کربن-کربن تشکیل دهید. برای دستیابی به این هدف، محققان از پرتوهای الکترونی درون یک میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) استفاده کردند و آنها به طور دقیق به بلورهای آدامانتان شوک دادند.

به جای نابود کردن مولکول ها که چیزی بود که بیشتر افراد فکر می کردند رخ خواهد داد، پرتو باعث شد هیدروژن ها جدا شوند و کربن ها به هم متصل شوند و به این ترتیب به آرامی یک شبکه الماسی ساخته شود.

در طول این فرایند، گاز هیدروژن آزاد شد و نانوالماس های بدون نقص شکل گرفتند. این یک موضوع حائز اهمیت است، زیرا فرایند جدید نیازمند هیچ فشار خردکننده یا گرمای سوزانی نیست. در عوض، تابش کنترل شده الکترون در شرایط ملایم انجام شد.

با این حال، روش جدید نه تنها آنها را نابود نکرد، بلکه در واقع یک واکنش شیمیایی کنترل شده را امکان پذیر ساخت.

جالب اینجاست که محققان دریافتند که آدامانتان یک عنصر کلیدی است، زیرا دیگر هیدروکربن ها در این فرآیند عمل نکردند. اسکلت الماس مانند آن، آن را به طور منحصربه فردی به عنوان یک پیش ماده به گزینه ای مناسب تبدیل کرد.

اخترشیمی نیز می تواند از این ایده بهره ببرد که الماس ها در شهاب سنگ ها و سنگ ها ممکن است از طریق تابش ذرات کیهانی شکل گرفته باشند، نه فقط از طریق گرما و فشار.

این کشف یک باور دیرینه را بر هم می زند که پرتوهای الکترونی فقط مولکول های آلی را نابود می کنند و نشان می دهد که با طراحی مناسب مولکولی (مانند آدامانتان)، پرتوهای الکترونی می توانند در عوض واکنش های شیمیایی بسیار ویژه ای را هدایت کنند و افق های جدیدی در سنتز نانومواد و میکروسکوپی الکترونی بگشایند.