طور علماء صينيون أقسى وأقوى مادة زجاجية معروفة حتى الآن يمكنها خدش بلورات الماس بسهولة.
ولاحظ العلماء، بمن فيهم باحثون من جامعة يانشان في الصين، أن المادة الجديدة، المسماة مبدئيا AM-III، لها خصائص ميكانيكية وإلكترونية “رائعة”، ويمكن أن تجد تطبيقات في الخلايا الشمسية نظرا لقوتها “الفائقة” في مقاومتها للتآكل.
وكشف تحليل المادة، الذي نُشر في مجلة National Science Review، أن صلابتها وصلت إلى 113 غيغاباسكال (GPa)، في حين أن حجر الألماس الطبيعي عادة ما يسجل 50 إلى 70 في نفس الاختبار.
وأشار العلماء في الدراسة: “نتيجة لذلك، تُظهر قياساتنا أن مادة AM-III يمكن مقارنتها من حيث القوة بالماس وتتفوق على المواد الأقوى المعروفة الأخرى”.
ووفقا للعلماء، تتمتع AM-III بخصائص امتصاص طاقة قابلة للمقارنة مع أشباه الموصلات التي يشيع استخدامها في الخلايا الشمسية مثل أغشية السيليكون غير المتبلورة المهدرجة.
وبينما في بلورات الماس، يساهم الهيكل الداخلي المنظم لذراتها وجزيئاتها في قوتها الهائلة وصلابتها، وجد الباحثون في AM-III أن مزيجا من ترتيب الجزيئات واضطرابها يؤدي إلى خصائص غريبة.
وباستخدام الفوليرين، وهي مواد مصنوعة من ترتيبات مجوفة تشبه كرة القدم من ذرات الكربون، أنتج العلماء أنواعا مختلفة من المواد الزجاجية ذات التنظيم الجزيئي المتغير، والتي من بينها AM-III كان لها أعلى ترتيب من الذرات والجزيئات.
ولتحقيق هذا الترتيب من الجزيئات، قام العلماء بسحق ومزج الفوليرين معا، مطبقين تدريجيا حرارة شديدة وضغطا يبلغ نحو 25 غيغاباسكال و1200 درجة مئوية في غرفة تجريبية لمدة 12 ساعة تقريبا، ما يقضي قدرا متساو من الوقت في تبريد المادة.
ولاحظ العلماء أن زيادة ترتيب الجزيئات بشكل أكبر يمكن أن يقتل أشباه الموصلية وغيرها من الخصائص التي تتطلب أن تكون الذرات والجزيئات فوضوية.
وكتب العلماء في الدراسة: “إن ظهور هذا النوع من المواد غير المتبلورة شديدة الصلابة وشبه الموصلة يقدم مرشحين ممتازين لأكثر التطبيقات العملية تطلبا”.
المصدر: إندبندنت
