ارائه شکل جدیدی از کربن

آرتم اوگانوف‌ و همکارانش روش محاسباتی جدیدی ارائه کردند که ثابت می‌کند
خواص چیزی که پیش از این آنها در سال ۲۰۰۶ کشف کرده‌ بودند و آن را “ام
کربن” نام گذاری کردند با گرافیت بسیار سخت همخوانی دارد.

داستان کشف این شکل جدید کربن به سال ۱۹۶۳ برمی‌گردد که در آن سال آوست و
دریکامر گرافیت را در دمای اتاق فشرده کردند. اگر گرافیت در دمای بالا
فشرده شود، الماس بوجود می‌آید اما در دمای اتاق شکل ناشناخته‌ای از کربن
بوجود آمد. این شکل جدید، مانند الماس بسیار شفاف و سخت بود اما دیگر
ویژگی‌های آن با الماس و اشکال دیگر کربن متفاوت بود.

آرتم اوگانوف می‌گوید آزمایش ساده‌ای است، شما گرافیت نرم را فشرده می‌کنید
و در نهایت ماده‌ای شفاف، سخت و عجیب ایجاد می‌شود که به آن گرافیت بسیار
سخت گفته می‌شود. این آزمایش چندین بار تکرار شد و نتیجه یکسانی به‌دست
آمد. به‌دلیل قدرت تفکیک کم اطلاعات به‌دست آمده، هیچ مدل ساختاری قابل
قبولی برای آن ارائه نشد.

آرتم اوگانوف در سال ۲۰۰۶ با استفاده از روش‌شناسی پیش‌بینی ساختار بلوری
توانست یک ساختار بسیار سخت و کم انرژی از ام کربن را تولید کند. نتیجه کار
این گروه چاپ مقالات متعددی بود که در آنها کربن با پیشوندهای مختلف نظیر
اف، او، آر و… تولید شده بود. بیشتر این ترکیبات دارای خواص منطبق با
مشاهدات آزمایشگاهی درباره گرافیت سخت بود. برای مطالعه دقیقتر این
ساختارها نیاز به اطلاعات با قدرت تفکیک بالاتر بود.

این گروه تحقیقاتی در دانشگاه صنعتی درسدن آلمان، با شبیه سازی‌های پیچیده
که با استفاده از ابرکامپیوترهای این دانشگاه انجام شد نشان دادند که
گرافیت سخت ساختاری مشابه ام کربن دارد. این محاسبات بسیار دشوار و چالش
برانگیز بود و به چندین ماه زمان جهت آنالیز نیاز داشت. یکی از خروجی‌های
این پروژه آن است که مکانیسم تشکیل آلوتروپ‌های مختلفی از کربن را ارائه
می‌دهد. این اطلاعات به مهندسان کمک می‌کند تا این ساختارها را تولید کنند.