به گزارش گروه دانش خبرگزاری دانا (دانا خبر) و به نقل از ایرنا از نیچر، کربن در طبیعت دارای پنج آلوتروپ الماس، گرافیت، نانولوله، کربن بی شکل و فولرین است که همگی جامدند.
آلوتروپ های یک عنصر تفاوت ها و شباهت های زیادی دارند. گرافیت ماده ای نرم، سیاه، رسانای الکتریسیته و عایق گرماست؛ در حالی که الماس ماده ای سخت، شفاف، نارسانای الکتریسیته و رسانای گرماست. از آن جا که تنها اتم موجود در این ترکیبات، کربن است، علت اصلی این تفاوت شگرف را باید در ساختار آنان جستجو کرد.
در دما و فشارهای خیلی بالا، شکل پایدار کربن به صورت الماس است که در آن هر اتم کربن با چهار اتم کربن دیگر پیوند دارد. ساختار الماس مکعبی است و به سبب نیروی پیوند کربن - کربن، مقاومت بسیار بالایی دارد.
کربن در نوع غیر بلورین آن، گرافیت است. این شکل کربن بیشتر به صورت پودر است که بخش اصلی موادی مثل ذغال چوب و سیاهی چراغ ( دوده ) را تشکیل می دهد. در فشار و دمای اتاق، کربن به شکل گرافیت پایداری بیشتری دارد و در آن هر اتم با سه اتم دیگر به صورت حلقه های شش وجهی (مانند هیدروکربن های معطر) به هم متصل شده اند.
تبدیل گرافیت به الماس فرآیند دشوار و پرهزینه ای است.
محققان دانشگاه استنفورد برای حل این مشکل یک روش ساده و بسیار کم هزینه ابداع کرده اند. این روش با استفاده از هیدروژن روی یک بستر پلاتینی، بدون اعمال کمترین فشار مکانیکی صورت می گیرد.
این گروه تحقیقاتی در حالی که با استفاده از یک لایه تک اتمی کربن (گرافین) مشغول ساخت ترانزیستور بودند، چند لایه گرافینی را روی یک لایه پلاتینی قرار دادند. سپس لایه های بالایی گرافین را در معرض هیدروژن قرار دادند. در این حین بجای تولید ترانزیستور، محققان مشاهده کردند که ساختار گرافین در حال تغییر است و ماده ای شبیه به الماس تولید شده است.
ساختار گرافین شبیه به گرافیت است.
الماسی که به این روش تولید می شود بیشتر در صنایع جوشکاری و برشکاری مورد استفاده قرار می گیرد.
محققان معتقدند که با استفاده از این روش ساده می توان تمام آلوتروپ های کربن را به یکدیگر تبدیل کرد.
