מדענים יצרו: על "יהלום על" כבר שמעתם?

מדענים סינים סינתזו "יהלום-על" מלאכותי שהוא 40% קשה יותר ועמיד הרבה יותר מיהלומים טבעיים. ממצאי צוות המחקר פורסמו בתחילת פברואר בכתב העת Nature Materials.

צוות החוקרים בהובלת ליו בינגבינג ויאו מינגגואנג מאוניברסיטת ג'ילין גילה שעל ידי חימום גרפיט בלחץ גבוה ניתן ליצור יהלום משושה שחזק בהרבה בהשוואה למבנה הקובייתי של רוב היהלומים הטבעיים. 

"יהלום-העל" נותר יציב בחום של עד 1,100 צלזיוס. 

"הממצאים שלנו מעלים תובנות חשובות ביחס לההמרה של גרפיט ליהלום תחת לחץ וטמפרטורה גבוהים" כתבו המדענים במחקר.

עד כה, יהלומים משושים נמצאו רק בדגימות קטנות ולא טהורות באזורי פגיעת מטאוריטים, מה שהפך אותם לנדירים וקטנים מאוד לעתים קרובות. לונסדלייט, היהלום הקשה-במיוחד הראשון, התגלה ב-1967 באריזונה, ויישומיו נחקרו מעט בשל הטוהר הנמוך והגודל הקטן של רוב הדגימות שהושגו.

הסינתזה של לונסדלייט במעבדות נשארה בלתי מאומתת . מאז גילויו, שחזור המבנה שלו נותר מאתגר. השיטה החדשה שפיתחו המדענים הסינים מראה שניתן לייצר יהלומים אלה בצורות גדולות וטהורות יותר. החוקרים ציינו שיהלומים משושים יכולים להיות חלופה עדיפה ליהלומים קונבנציונליים ביישומים כמו עיבוד וקידוח.

המומחים מציינים ש"יהלום-העל" יכולה להוביל להתקדמות במספר תעשיות שמסתמכות על חומרים עם תכונות כאלה. "יש אתגרים משמעותיים להתגבר עליהם לפני שניתן יהיה להשתמש בחומר זה בקנה מידה רחב, אבל אם תימצא שיטה לייצר כמויות גדולות או לצפות חומרים אחרים בו, אז בהתאם למחיר הוא עשוי למצוא שימוש תעשייתי," אמר בן גרין, פרופסור חבר במחלקה לפיזיקה באוניברסיטת וורוויק.

"למרות תכונותיו הנדירות של היהלום, הוא לא יהיה יקר יותר מיהלומים טבעיים הנמכרים בחנויות תכשיטים" אמר פרופסור אוליבר וויליאמס, יו"ר קבוצת החומר המעובה והפוטוניקה באוניברסיטת קארדיף. העלות של יהלומים סינתטיים מסין יכולה להגיע ל-300 דולר או פחות, אמר וויליאמס. להערכתו ייצור של יהלומי "פרימיום" עם חוזק מוגבר יכול להגיע למחיר גבוה יותר אך לא בהרבה. 

בשנת 2021 חוקרים במעבדה הלאומית לורנס ליברמור בארצות הברית טענו שיצרו יהלומים משושים. עם זאת, השיטה החדשה שפיתחו המדענים הסינים מראה שניתן לייצר יהלומים אלה בצורות גדולות וטהורות יותר.

ליהלומים טבעיים יש בעיקר סידור בצורת סריג קובייתי של אטומי פחמן בעוד שגרפיט מורכב משכבות שטוחות. 

התנגשות מטאורים בכדור הארץ מייצרת חום ולחץ גבוהים במיוחד, שיכולים להפוך סלעים מסוימים ליהלומים. לונסדלייט מורכב מאטומים הקשורים במבנה תלת-ממדי נוקשה, שנותן לו חוזק רב.

לדברי מומחים יהלומים כאלו יכולים לא רק להוות פריצת דרך בתחומים תעשייתיים אלא גם להתחיל עידן חדש בשוק טבעות האירוסין ואבני החן בגלל עמידותם הגבוהה.