מדענים הצליחו ליצור יהלום-זהב שחור באיכות גבוהה

יהלום הוא לא רק צורה לבנה צלולה. המגוון של צבעו נובע מההבדלים ביסודות קורט או תכלילים בתוך מבנה הגביש. היום אנו הולכים להזכיר את קרבונדו, הידוע בכינויו "יהלום שחור". יש לו לא רק צבע עמוק ואצילי, אלא שתעלומת היווצרותו משתרעת על פני שני תחומים עיקריים: מדעי כדור הארץ ואסטרופיזיקה. לאחרונה, הישג במשקל כבד של מדענים סינים הביא שחר לפתרון התעלומה הזו.

 

בניגוד ליהלומים שקופים גבישיים נפוצים, יהלום שחור הוא פולימר יהלום רב גבישי. הוא מורכב מאינספור גרגרי יהלומים זעירים "מוטבעים" בתוכו, עטופים בדרך כלל בגרפיט, פחמן אמורפי או זיהומים מינרלים אחרים. דווקא המבנים הפנימיים המורכבים הללו מקנים לו מראה ייחודי כהה ואטום, אך עם זאת בעל ברק מתכתי חזק, תוך שהם גם מקנים לו קשיחות וקשיחות גבוהה במיוחד. יהלום שחור טבעי הוא נדיר ביותר. נכון לעכשיו, יהלום שחור טבעי נמצא רק במרבצי סחף בברזיל וברפובליקה המרכז אפריקאית, ומקורו עדיין בגדר תעלומה מדעית. מדענים הציעו השערות שונות, כולל היווצרות לחץ גבוה בכדור הארץ העמוק, פגיעת מטאוריטים קוסמיים או שרידים של פגיעות אסטרואידים עתיקים בכדור הארץ. בשל נדירותו הקיצונית, ליהלום זהב שחור טבעי יש ערך משמעותי בתחומי אבני החן ופריטי האספנות.

 

 

מקורו של היהלום השחור הוא מזמן{0}נושא חדשני לוויכוח בקהילה המדעית. ההשערה המרכזית מציעה שייתכן שהוא נוצר בסביבות קיצוניות בלחץ- ובטמפרטורות גבוהות- בעומק מעטפת כדור הארץ; השערה נוספת היא שייתכן שמקורו בלחץ האולטרה-הגבוה המיידי והטמפרטורה הגבוהה שנוצרו על ידי אסטרואידים שהתנגשו בכדור הארץ בימי קדם; יש אפילו השערות המצביעות על כך שהוא הגיע מחלל בין-כוכבי עשיר בפחמן וירד לכדור הארץ עם מטאוריטים. התעלומה הבלתי פתורה הזו הטילה מעטה ברמה קוסמית של מסתורין על היהלום השחור הזה.

 

הרוב המכריע של "יהלומים שחורים" הזמינים כיום הם יהלומים חסרי צבע שהוקרנו באופן מלאכותי. טיפול זה רק משנה את צבע פני היהלום, וחלקו הפנימי נותר מבנה גבישי אחד, השונה מהותית ממבנה הפולימר הפולי-גבישי ומתכונותיו הפיזיקליות של יהלום שחור טבעי. ניתן לומר שלפני כן, המעבדה לא באמת שיכפלה סוג זה של יהלום שחור בעל מבנה טבעי.

 

לאחרונה, הפער הזה הושלם על ידי צוות של מדענים סינים. פרופסור Zhao Zhisheng ואחרים מצוות האקדמיה של מעבדת המפתח של המדינה לטכנולוגיה ומדע להכנת חומרים מטסטיבים של אוניברסיטת יאנשאן, המבוססים על העיקרון החדש של טרנספורמציה מוצקה מוצקה, השיגו בהצלחה את הסינתזה המלאכותית של יהלום שחור באיכות גבוהה-. ליהלום השחור שהם סינתזו יש צבע אחיד ועמוק, מרקם צפוף וביצועים יוצאי דופן: ניתן לשלוט בקשיותו בטווח רחב של 40-150 GPa, ודגימת הקשיות הגבוהה ביותר יכולה לגלף בקלות יהלומים טבעיים; הקשיחות שלו היא פי 2 עד 4 מזו של יהלומים רגילים. לעומת זאת, ליהלום שחור טבעי יש לרוב פגמים כמו הרכב לא אחיד ונקבוביות בפנים.

 

מחקר פורץ דרך זה מספק ראיות ניסיוניות מרכזיות ופרספקטיבה חדשה לאימות השערות שונות לגבי מקור היהלום השחור במדע. מבחינה טכנולוגית, החומר הקשיח הזה, שיכול לווסת באופן סינרגטי את הקשיחות והקשיחות, יביא-השראה טכנולוגית לטווח ארוך וצפוי לשמש לייצור-כלי חיתוך גבוהים, מכשירי עיבוד שבבי מדויקים במיוחד, סיבי קידוח ים-עמוקים, ושריון הגנה{5} ברמה גבוהה במיוחד. כמובן, היא עשויה גם לספק לשוק התכשיטים מקורות אמינים ואיכות אחידה של 'יהלומים שחורים' אמיתיים.