علماء يبتكرون طريقة إنتاج الماس بالإشعاع الإلكتروني

أعلن فريق بقيادة البروفيسور إييتشي ناكامورا من قسم الكيمياء في جامعة طوكيو عن تطوير نهج مبتكر لتكوين الماس الاصطناعي باستخدام شعاع إلكتروني منخفض الضغط. ويستند هذا النهج إلى جزيء الأدامانتان الذي يمتلك هيكلًا رباعياً من الكربون يجعل من الجسيم مادة جاهزة لبدء التحول إلى بنية الماس. وفق تقرير ساينس ديلي، يعتمد التحول على كسر روابط الهيدروجين في الأدامانتان واستبدالها بروابط كربون-كربون، ليبدأ بناء شبكة ثلاثية الأبعاد تشكل الماس النانوي. وتبرز النتيجة كخطوة قد تغيّر المفاهيم التقليدية لإنتاج الماس من حيث الشروط اللازمة وطريقة التحفيز.

النتائج والتقنيات الرصدية

رصد الباحثون باستخدام المجهر الإلكتروني النافذ (TEM) تحول المادة في الزمن الحقيقي، حين تعرضت بلورات الأدامانتان لزمرة حزم إلكترونية تتراوح شدتها بين 80-200 كيلوالإلكترون فولت وفي درجات حرارة من 100 إلى 296 كلفن. أظهرت النتائج أن العملية أدت إلى ماسات نانوية شبه مثالية القطر يصل حتى 10 نانومتر وبنية مكعبة مع إطلاق غاز الهيدروجين. كما تبين أن الأدامانتان هو المركب الوحيد الذي نجح في تشكيل الماس بهذه الطريقة، بينما فشلت الهيدروكربونات الأخرى في تحقيق ذلك. وتؤكد هذه البيانات فكرة أن الإلكترونات قد تحفز تفاعلات كيميائية بدل تدمير الجزيئات العضوية.

التطبيقات والتداعيات المستقبلية

يفتح هذا الإنجاز الباب أمام تطبيقات جديدة في مجالات النانو، والحوسبة الكمية، وأجهزة الاستشعار الدقيقة، كما قد يساعد في تفسير كيفية تشكل الماس بشكل طبيعي في النيازك والصخور المعرضة للإشعاع العالي. يشير الباحثون إلى أن هذا النهج قد يحول استخدام الإشعاع الإلكتروني في المختبرات، ليس فقط للتصوير بل لتحفيز تفاعلات كيميائية دقيقة تستخدم في تصنيع المواد المتقدمة. ويؤكد البروفيسور ناكامورا أن النتيجة تمثل تحقيق حلم طال انتظاره، حيث أظهرت الإلكترونات قدرة على تطويع الجزيئات العضوية بدقة غير مسبوقة.