นักวิทยาศาสตร์ประสบความสำเร็จในการสังเคราะห์เพชรแบล็กโกลด์คุณภาพสูง-ได้สำเร็จ

เพชรไม่ได้เป็นเพียงรูปแบบสีขาวใสเท่านั้น ความหลากหลายของสีมาจากความแตกต่างในองค์ประกอบการติดตามหรือการรวมตัวกันภายในโครงสร้างผลึก วันนี้เราจะมาพูดถึง Carbonado หรือที่รู้จักกันทั่วไปในชื่อ "เพชรสีดำ" มันไม่เพียงมีสีที่ลึกและสูงส่งเท่านั้น แต่ความลึกลับของการก่อตัวของมันครอบคลุมในสองสาขาหลัก: วิทยาศาสตร์โลกและฟิสิกส์ดาราศาสตร์ เมื่อเร็ว ๆ นี้ ความสำเร็จรุ่นเฮฟวี่เวตของนักวิทยาศาสตร์ชาวจีนได้นำรุ่งอรุณมาสู่การไขปริศนานี้

 

ต่างจากเพชรโปร่งใสผลึกเดี่ยวทั่วไป เพชรสีดำเป็นโพลีเมอร์เพชรโพลีคริสตัลไลน์ มันประกอบด้วยเม็ดเพชรเล็กๆ จำนวนนับไม่ถ้วนที่ "ฝัง" ไว้ข้างใน ซึ่งมักจะห่อด้วยกราไฟท์ คาร์บอนอสัณฐาน หรือแร่ธาตุเจือปนอื่นๆ โครงสร้างภายในที่ซับซ้อนเหล่านี้เองที่ทำให้มีลักษณะเฉพาะตัวที่มีสีเข้มและทึบแสง แต่ยังมีความแวววาวของโลหะที่แข็งแกร่ง ขณะเดียวกันก็เสริมด้วยความแข็งและความเหนียวที่สูงมาก เพชรสีดำธรรมชาตินั้นหายากมาก ปัจจุบัน เพชรดำธรรมชาติพบได้ในแหล่งตะกอนน้ำในบราซิลและสาธารณรัฐอัฟริกากลางเท่านั้น และต้นกำเนิดยังคงเป็นปริศนาทางวิทยาศาสตร์ นักวิทยาศาสตร์ได้เสนอสมมติฐานหลายประการ รวมถึงการก่อตัวของความกดอากาศสูงในโลกลึก ผลกระทบของอุกกาบาตในจักรวาล หรือเศษที่เหลือจากการชนของดาวเคราะห์น้อยโบราณบนโลก เนื่องจากเป็นเพชรที่หายากมาก เพชรแบล็คโกลด์ธรรมชาติจึงมีคุณค่าอย่างมากในด้านอัญมณีและของสะสม

 

 

ต้นกำเนิดของเพชรสีดำเป็นหัวข้อถกเถียง-ล้ำสมัยในชุมชนวิทยาศาสตร์มายาวนาน สมมติฐานกระแสหลักชี้ให้เห็นว่ามันอาจก่อตัวขึ้นในสภาพแวดล้อมที่มีความดันสูง-และอุณหภูมิสูงมาก-ซึ่งอยู่ลึกเข้าไปในเนื้อโลก สมมติฐานอีกประการหนึ่งก็คือว่ามันอาจมีต้นกำเนิดมาจากความกดอากาศสูงพิเศษ-และอุณหภูมิสูงที่เกิดขึ้นทันทีทันใดโดยดาวเคราะห์น้อยที่ชนกับโลกในสมัยโบราณ มีแม้กระทั่งสมมติฐานที่ชี้ให้เห็นว่ามันอาจจะมาจากอวกาศระหว่างดวงดาวที่อุดมด้วยคาร์บอนและตกลงมายังโลกพร้อมกับอุกกาบาต ความลึกลับที่ยังไม่ได้รับการแก้ไขนี้ได้สร้างม่านแห่งความลึกลับระดับจักรวาลเหนือเพชรสีดำนี้

 

"เพชรสีดำ" ที่มีอยู่ในปัจจุบันส่วนใหญ่เป็นเพชรไม่มีสีที่ได้รับการฉายรังสีเทียม การบำบัดนี้เปลี่ยนสีของพื้นผิวของเพชรเท่านั้น และภายในยังคงเป็นโครงสร้างผลึกเดี่ยว ซึ่งแตกต่างจากโครงสร้างโพลีคริสตัลไลน์โพลีเมอร์และคุณสมบัติทางกายภาพของเพชรสีดำโดยพื้นฐาน อาจกล่าวได้ว่าก่อนหน้านี้ ห้องปฏิบัติการไม่ได้จำลองเพชรสีดำที่มีโครงสร้างตามธรรมชาติชนิดนี้อย่างแท้จริง

 

ล่าสุดทีมนักวิทยาศาสตร์ชาวจีนได้เติมเต็มช่องว่างนี้แล้ว ศาสตราจารย์ Zhao Zhisheng และคนอื่นๆ จากทีมนักวิชาการของ State Key Laboratory of Metastable Materials Preparation Technology and Science ของมหาวิทยาลัย Yanshan ซึ่งใช้หลักการใหม่ของการเปลี่ยนรูปของแข็งได้ประสบความสำเร็จในการสังเคราะห์เทียมของเพชรสีดำคุณภาพสูง- เพชรสีดำที่พวกเขาสังเคราะห์มีสีเข้มสม่ำเสมอ พื้นผิวหนาแน่น และประสิทธิภาพที่โดดเด่น ความแข็งสามารถควบคุมได้ในช่วงกว้าง 40-150 GPa และตัวอย่างที่มีความแข็งสูงสุดสามารถแกะสลักเพชรธรรมชาติได้อย่างง่ายดาย มีความเหนียวเป็น 2 ถึง 4 เท่าของเพชรธรรมดา ในทางตรงกันข้าม เพชรสีดำธรรมชาติมักมีข้อบกพร่อง เช่น องค์ประกอบที่ไม่สม่ำเสมอ และรูพรุนด้านใน

 

การวิจัยที่ก้าวหน้านี้ให้หลักฐานการทดลองที่สำคัญและมุมมองใหม่ในการตรวจสอบสมมติฐานต่างๆ เกี่ยวกับต้นกำเนิดของเพชรดำในทางวิทยาศาสตร์ ในทางเทคโนโลยี วัสดุที่มีความแข็งยิ่งยวดนี้ ซึ่งสามารถควบคุมความแข็งและความเหนียวร่วมกันได้ จะนำมาซึ่งแรงบันดาลใจทางเทคโนโลยี-ในระยะยาว และคาดว่าจะใช้ในการผลิตเครื่องมือตัดคุณภาพสูง- เครื่องมือตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงเป็นพิเศษ บิตเจาะ-ในทะเลลึก และ-เกราะป้องกันระดับบนสุดที่มีความต้านทานการสึกหรอสูงเป็นพิเศษ- แน่นอนว่ายังอาจช่วยให้ตลาดเครื่องประดับได้รับแหล่งที่เชื่อถือได้และมีคุณภาพสม่ำเสมอของ 'เพชรสีดำ' ของแท้อีกด้วย