Blockdit Logo (Mobile)
RICH IN MEMORIES
•
7 ก.ค. 2020 เวลา 15:45 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี
เพชรเหนือเพชร เมื่อนักวิทยาศาสตร์ญี่ปุ่น สร้างเพชรที่แข็งกว่าเพชรทั่วไปในธรรมชาติ
Cr. Pinterest
เพชร เป็นคาร์บอนรูปแบบหนึ่ง เป็นอัญมณีที่มีความแข็งที่สุดตามสเกลของโมส์ (Moh's scale) มีค่าความแข็งเท่ากับ 10
เพชรมีหลายสี โดยสีที่นิยมที่สุดคือสีขาวบริสุทธิ์ ส่วนสีที่หายากคือสีแดง ฟ้า เขียว ส้ม ชมพู เรียก "แฟนซีคัลเลอร์ไดมอนด์" ซึ่งแต่ละสีก็มีราคาที่สูงมาก
อะไรก็เกิดขึ้นได้ เมื่อนักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบวิธีที่ทำให้เพชรนั้นมีความแข็งมากขึ้นกว่านี้อีก
เรื่องนี้ถูกตีพิมพ์ใน Physical Review Letters และเพชรที่สร้างขึ้นมาใหม่นี้ถูกเรียกว่า "Pentadiamonds"
โครงสร้างของ Pentadiamond : Cr. Interesting engineer
ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ของมหาวิทยาลัยสึคุบะ (Tsukuba) ในประเทศญี่ปุ่นได้คิดค้นวิธีการจัดเรียงอะตอมของคาร์บอนในเพชรรูปแบบใหม่ที่ทำให้มันมีความแข็งขึ้นกว่าเดิม
วิธีการก็คือ นักวิทยาศาสตร์จะใช้การคำนวณด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อหาโครงสร้างที่จะเปลี่ยนเพชรให้เป็นวัสดุที่แข็งกว่าเพชรที่เกิดตามธรรมชาติ ซึ่งความแข็งของเพชรนั้นจะขึ้นอยู่กับโครงสร้างที่อะตอมนั้นยึดติดกัน
ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงใช้วิธีการคำนวณที่เรียกว่าทฤษฎีฟังก์ชันความหนาแน่น (DFT : Density Functional Theory ) เพื่อคำนวณหาโครงสร้างอะตอมที่เสถียรที่สุด
DFT คือ การคำนวณเชิงกลศาสตร์ควอนตัมเพื่อตรวจสอบและค้นหาลักษณะโครงสร้างในระดับอะตอมของวัสดุ
ถ้านึกภาพไม่ออก ให้นึกถึงภาพยนตร์ เรื่อง ไอรอนแมน (Iron Man) ที่ โทนี่ สตาร์ก ใช้คอมพิวเตอร์ หรือระบบปฏิบัติการจารวิส (Jarvis)ของเขา ทดลองออกแบบวัสดุสสารขึ้นมาใหม่ได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำได้
สิ่งที่นักวิจัยของมหาวิทยาลัย Tsukuba ทำคือ สังเกตว่าจะเกิดอะไรขึ้น ถ้าอะตอมของคาร์บอนถูกก่อตัวขึ้นในโครงสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้นไปอีก
จากการใช้คอมพิวเตอร์ที่ออกแบบมาโดยเฉพาะ มาคำนวณด้วยวิธีการนี้ ค้นพบว่าโมดูลัสของยัง (Young’s Modulus) ซึ่งเป็นมาตรวัดความแข็งของวัสดุ เพนทาไดมอนนั้นถูกคาดการณ์ไว้ที่เกือบ 1,700 GPa เลยทีเดียว เมื่อเทียบกับเพชรปกติที่มี 1,200 GPa (เหล็กกล้าทั่วไปเฉลี่ยแล้วมีค่า 200 GPa)
นอกจากเพนทาไดมอนจะแข็งกว่าเพชรทั่วไปแล้ว แต่ความหนาแน่นนั้นยังต่ำกว่าอีกด้วย นั่นบ่งบอกว่ามันเบากว่า
ซึ่งอาจเป็นประโยชน์ในการใช้งานในอุตสาหกรรมที่ใช้เพชรสังเคราะห์ในการตัด หรือ เจาะ รวมไปถึงงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์อีกมากมาย ซึ่งนับเป็นก้าวแรกของการค้นพบที่สำคัญอย่างมาก
ต้องติดตามต่อไปว่าวัสดุชนิดนี้จะถูกพัฒนาออกมาเป็นอย่างไร มาประยุกต์ใช้ได้มากน้อยแค่ไหน ไม่แน่ในอนาคตมันอาจจะเป็นส่วนหนึ่งในชีวิตประจำวันของเราและเราอาจจะสัมผัสมันอยู่โดยไม่รู้ตัวก็เป็นได้
Bitazza ลงทุนในคริปโต
เปิด Wallet เพื่อเก็บคริปโตของคุณ Click!
ติดตามความรู้ดีๆ รู้ไว้ไม่เสียหายได้ที่
https://www.blockdit.com/clumsybank
Reference
โฆษณา