امکان حل معمای ساییدن و صاف کردن الماس

قرن‌هاست که کسی نمی‌داند چرا در ساییدن و صاف کردن الماس برخی از سطوح و جهت‌ها راحت‌تر ساییده می‌شوند. این مسئله به‌صورت رازی باقی مانده‌است. اخیراً یک گروه تحقیقاتی در آلمان با شبیه‌سازی، اطلاعات ارزشمندی را در این خصوص ارائه کرده‌اند که می‌تواند گام مؤثری در مسیر حل این معما باشد.

قرن‌هاست که کسی نمی‌داند چرا در ساییدن و صاف کردن الماس برخی از سطوح و جهت‌ها راحت‌تر ساییده می‌شوند. این مسئله به‌صورت رازی باقی مانده‌است. اخیراً یک گروه تحقیقاتی در آلمان با شبیه‌سازی، اطلاعات ارزشمندی را در این خصوص ارائه کرده‌اند که می‌تواند گام مؤثری در مسیر حل این معما باشد.

محققان آلمانی پرده از یک راز قدیمی برداشتند. برای چند قرن کسی نمی‌دانست که چرا الماس، سخت‌ترین ماده طبیعت، را می‌توان با خرده‌هایی از الماس سایید و صاف کرد و چرا تنها بخشی از سطوح آن و در جهت‌های خاصی ساییده می‌شوند. درک این موضوع می‌تواند فرایند سایش و صاف کردن الماس را بهبود بخشیده، راهبردهای جدیدی را برای رسیدن به سطحی صاف در الماس‌های مصنوعی چندبلوری ارائه کند. چنین کاری منجر به افزایش کاربرد الماس در صنایع مختلف نظیر الکترونیک می‌شود.

برای ساییدن الماس معمولاً از براده‌های الماس استفاده می‌شود. این براده‌ها با قرار گرفتن روی چرخنده‌‌ای آهنی، عمل سایش را انجام می‌دهد. صدها سال است که فعالان این حوزه می‌بینند سطوح از جنس الماس نسبت به سطوح دیگرش نرم‌تر بوده، راحت ساییده می‌شود. گمان‌ها بر این بوده که در سطوح الماس، اتم‌های کربن درون شبکه‌ی بلوری ماده به‌‌نحوی چیده شده‌اند که برخی بسیار محکم‌تر از دیگر اتم‌ها کربن هستند؛ اما کسی از ساز و کار دقیق این چیدمان‌ها اطلاعی نداشت و این موضوع به‌صورت رازی باقی مانده بود.

اخیراً گروهی از مؤسسه‌ی فرانهوفر در فرایبورگ، با استفاده از شبیه‌سازی توضیحی برای این پدیده ارائه کردند. نتایج این شبیه‌سازی می‌گوید که با برخورد سطح چرخنده‌ی حاوی براده‌های الماس با سطح الماس، برخی از اتم‌های در روی سطح الماس دچار تغییر مکان شده، یک لایه آمورف را بر روی سطح الماس تشکیل می‌دهند. اتم‌های کربن در این لایه‌، با شبکه‌ی بلوری موجود در الماس که در زیر لایه‌ی آمورف قرار دارد، پیوندهایی ایجاد می‌کنند. با زدوده شدن لایه‌ی آمورف دو حالت ممکن است اتفاق بیفتد: اگر پیوند ضعیف باشد، لایه‌ی آمورف از سطح جدا می‌شود و اگر پیوند قوی باشد و این استحکام مانند صفحات درون شبکه باشد، آنگاه لایه روی سطح باقی می‌ماند.

بنابراین برخی از سطوح و جهت‌ها برای ساییدن مناسب‌تر از دیگر سطوح و جهت‌هاست. محققان امیدوارند که با اصلاح لایه‌های آمورف، به‌خصوص در آن دسته نواحی که اتم‌های لایه‌ی آمورف به سطوح الماس محکم‌تر چسبیده‌است، بتوانند بخش‌های سخت الماس را ساییده و صاف کنند. در فرایند سنتز الماس که در آن الماس مصنوعی با سطوح سخت و نرم به‌صورت تصادفی ساخته می‌شود، چنین راهکاری می‌تواند بسیار مفید باشد.