العلماء يضغطون الألماس لصنع مادة أكثر صلابة

هل هناك طريقة لجعل الألماس صلباً؟ (شاتر ستوك)
هل هناك طريقة لجعل الألماس صلباً؟ (شاتر ستوك)
TT

العلماء يضغطون الألماس لصنع مادة أكثر صلابة

هل هناك طريقة لجعل الألماس صلباً؟ (شاتر ستوك)
هل هناك طريقة لجعل الألماس صلباً؟ (شاتر ستوك)

يعد الألماس من أكثر المواد التي عرفها الإنسان صلابة، لكن يعتقد الخبراء أنه من الممكن ضغطه بحيث يصبح مادة أكثر صلابة. عادة ما يكون ذلك الحجر الكريم مادة تتكون بشكل طبيعي من بلورات الكربون، ويتم العثور عليه في باطن الأرض، ويشير البحث إلى إمكانية «إخراج نافورات من الألماس إلى السطح في إطار حدث جيولوجي كبير»، حسب موقع «إندي 100».

وفي حين كان يُعتقد في السابق أنه إحدى أكثر المواد صلابة بفضل نظام تشابكه الرباعي، وهو تكوين جزيئي متين بشكل مذهل، اكتشف خبراء طريقة لتحويله إلى تكوين أكثر صلابة. وأجرى الخبراء عمليات محاكاة بقوى دينامية جزيئية وذات دقة كمّية على جهاز كمبيوتر عملاق من أجل اختبار سلوك الألماس تحت الضغط العالي ودرجات الحرارة المرتفعة، والتي من المفترض نظرياً أن تجعله في حالة غير مستقرة.

وكشفت النتائج كيف يمكن ضغط التفاصيل الخاصة بالظروف التي تتشكل في ظلها ذرات الكربون في الألماس لتشكيل ذلك التكوين غير الاعتيادي. تُعرف عملية التشكيل تلك باسم المرحلة التكعيبية المرتكزة حول تكوين من ثماني ذرات، وتم ملاحظتها على الأرض في مادتين فقط هما السيليكون والجرمانيوم‏.

ولا تحدث تلك المرحلة التكعيبية المرتكزة حول تكوين من ثماني ذرات الخاصة بالكربون بشكل طبيعي على الأرض، لكنْ هناك اعتقاد أنها ربما تحدث في الفضاء الخارجي في البيئات ذات الضغط العالي داخل كواكب خارجية.

أوضح عالم الفيزياء جون إيغيرت، من مختبر «لورانس ليفرمور» الوطني في ولاية كاليفورنيا الأميركية، قائلاً: «يحتفظ تكوين المرحلة التكعيبية المرتكزة حول تكوين من ثماني ذرات بهذا الشكل المثالي ثماني التكوين لأقرب مادة شبيهة، لكن دون مستويات الانقسام والانشقاق الموجودة في تكوين الألماس».

وفي الوقت الذي تتسم فيه هذه النظرية بالصحة، لم تنجح محاولات تطبيقها على أرض الواقع بعد، وذلك نظراً لوجود مساحة صغيرة جداً من الحرارة والضغط يمكن أن تحدث خلالها المرحلة التكعيبية المرتكزة حول تكوين من ثماني ذرات، وتلك النطاقات ما زالت مجهولة.


مقالات ذات صلة

ساعة طاولة بمراوح جاهزة للإقلاع

لمسات الموضة الساعة مصنوعة من مزيج من النحاس والفولاذ والألمنيوم وتأتي بعدة ألوان (إم بي&إف)

ساعة طاولة بمراوح جاهزة للإقلاع

يتم إطلاق ساعة «ألباتروس» في 5 إصدارات محدودة؛ كل منها يقتصر على 8 قطع فقط، بألوان: الأزرق، والأحمر، والأخضر، والعنبري، والأسود.

«الشرق الأوسط» (لندن)
لمسات الموضة ساعة بحركة «فلايباك» من البلاتين (إم بي & إف)

«شانيل» و«إم بي آند إف» توقّعان شراكة مستقلة

أعلنت «شانيل» و«إم بي آند إف» (MB&F) حديثاً عن توقيع شراكة مهمة بينهما، مؤكّدة مرة أخرى أنها تطمح للمزيد من التميز والتفرد.

«الشرق الأوسط» (لندن)
لمسات الموضة عقد «باسيفلورا» مرصع بالألماس والياقوت والزمرد في محاكاة للنباتات المائية (ديفيد موريس)

مجموعة من «ديفيد موريس» تتعدى الصورة السطحية لما هو أعمق

ليس جديداً أن تُلهم المحيطات والبحار عالم الموضة والمجوهرات. فقد ألهمت قبل ذلك الأدب والرسم والموسيقى.

جميلة حلفيشي (لندن)
لمسات الموضة إطلالات رتيبة تلعب على المضمون اعتمد عليها السياسيون الأميركيون (إ.ب.أ)

حرب الأناقة بين السياسيات والساسة في أميركا

ألوان أزياء الساسة الحاليين متشابهة ومتكررة وكأنهم عقدوا هدنة مع الموضة تنص على ابتعادهم عن كل ما يخض المتعارف عليه أو يُعبِّر عن تفرد شخصي.

جميلة حلفيشي (لندن)
يوميات الشرق رئيس بوتسوانا موكجويتسي ماسيسي يحمل الماسة الكبيرة التي تم اكتشافها في بوتسوانا بمكتبه في غابورون في 22 أغسطس 2024 (أ.ف.ب)

اكتشاف ثاني أكبر ماسة بالعالم في بوتسوانا

تم اكتشاف ثاني أكبر ماسة على الإطلاق - حجر خام يبلغ وزنه ألفين و249 قيراطاً - في بوتسوانا في منجم مملوك لشركة «لوكارا» الكندية.

«الشرق الأوسط» (لندن)

جهاز منزلي لقياس التوتر

التوتر يشكل جزءاً من حياتنا اليومية (جامعة ستانفورد)
التوتر يشكل جزءاً من حياتنا اليومية (جامعة ستانفورد)
TT

جهاز منزلي لقياس التوتر

التوتر يشكل جزءاً من حياتنا اليومية (جامعة ستانفورد)
التوتر يشكل جزءاً من حياتنا اليومية (جامعة ستانفورد)

طوّر باحثون من الصين والمملكة المتحدة جهازاً جديداً، للكشف عن مستويات التوتر في الدم من المنزل، وأوضح الباحثون، أن الجهاز يمكن أن يسهم في تحسين دقة وسهولة قياس مستويات التوتر، ما يجعل من الممكن مراقبة الصحة النفسية والتعامل مع التوتر بشكل أفضل، ونُشرت النتائج، الجمعة، في دورية «Talent».

ويشكّل التوتر جزءاً من حياتنا اليومية، بدءاً من متطلّبات العمل المستمرة، وصولاً إلى ضغوط الحياة اليومية، مثل توصيل الأطفال إلى المدرسة، ويمكن لتجاهُل مستويات التوتر المرتفعة أن يؤدي لمشاكل صحية ونفسية خطيرة، مثل الاكتئاب ومرض ألزهايمر، ولرصد هذه الحالة ابتكر فريق البحث الجهاز الذي يمكنه قياس مستويات هرمون الكورتيزول، وهو مؤشر حيوي للتوتر في الدم بدقة.

ويُعَد الكورتيزول من أهم الهرمونات التي تعكس مستويات التوتر، ومن ثم فإن قياسه بدقة يمكن أن يُحدث فرقاً كبيراً في تشخيص التوتر. ويستخدم الجهاز الجديد جزيئات نانوية من أكسيد الإيريديوم، وهي جزيئات صغيرة جداً تعمل على تحسين فاعلية الجهاز، وهذه الجزيئات تغطي الأقطاب الكهربائية في الجهاز.

وأكسيد الإيريديوم مركب كيميائي يستخدم في الإلكترونيات والمحفزات الكيميائية بفضل استقراره وحساسيته العالية، ويُعدّ مثالياً لتحسين أداء أجهزة قياس الكورتيزول بفضل فاعليته في ظروف متنوعة.

ويقيس الجهاز مستويات الكورتيزول من خلال وضع عينة من الدم على الجهاز، حيث يتفاعل الكورتيزول مع الأقطاب الكهربائية المُعدّلة بالجزيئات النانوية من أكسيد الإيريديوم.

ويولد التفاعل بين الكورتيزول والجزيئات النانوية إشارات كهربائية، وهذه الإشارات تُترجَم إلى قراءة لمستويات الكورتيزول في العينة، كما يقيس الجهاز التغيرات في الإشارات الكهربائية بدقة لتحديد كمية الكورتيزول.

ووجد الباحثون أن الجهاز قادر على قياس مستويات الكورتيزول بدقة حتى عندما تكون الكميات منخفضة جداً، ما يجعله مناسباً لاستخدامه في المنزل، ويتفوق الجهاز الجديد على الأجهزة المماثلة الحالية التي غالباً ما تكون أقل حساسية ولا يمكنها قياس الكورتيزول بكفاءة في التركيزات المنخفضة.

كما يستطيع الجهاز تمييز الكورتيزول عن هرمونات مشابهة مثل التستوستيرون والبروجيستيرون، بفضل التحسينات في الأقطاب الكهربائية، بينما تواجه الأجهزة الحالية صعوبة في هذا التمييز، ما قد يؤدي إلى نتائج غير دقيقة.

وقال الباحث الرئيسي للدراسة بجامعة شيان جياوتونغ - ليفربول في الصين، الدكتور تشيوشن دونغ: «هذه هي المرة الأولى التي يُستخدم فيها أكسيد الإيريديوم بهذه الطريقة، حيث أنتجنا جهازاً بسيطاً وقليل التكلفة لقياس الكورتيزول».

وأضاف عبر موقع «يوريك أليرت» أن الجهاز يمكنه الكشف عن جزيئات الكورتيزول بتركيز أقل بمقدار 3000 مرة من النطاق الطبيعي في الدم.

وأشار الباحثون إلى أن هذا التقدم في التكنولوجيا يعزّز الآمال في إمكانية إجراء اختبارات التوتر في المنزل بطريقة دقيقة وسهلة، ما قد يُحدِث ثورة في كيفية إدارة مستويات التوتر بشكل يومي.