ทีมนักวิทยาศาสตร์จากรัฐนอร์ทแคโรไลนา ประเทศสหรัฐอเมริกา ได้รายงานการค้นพบ Q-carbon ซึ่งเป็นสารที่มีคุณสมบัติที่แข็งและเบากว่าเพชร อีกทั้งขั้นตอนการผลิตก็ไม่ยุ่งยากอีกด้วย Q-Carbon สามารถเรียกได้อีกแบบว่าเพชรเทียมเกิดขึ้นมาจากกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ในห้องทดลอง โดยมีองค์ประกอบหลักคือ คาร์บอน ซึ่งเป็นชนิดเดียวกันกับที่พบในเพชรตามธรรมชาติ 

นักวิทยาศาสตร์ของมหาวิทยาลัยรัฐนอร์ทแคโรไลนาได้สร้างสารซึ่งเบากว่าเพชรนี้โดยเริ่มจาก

1.เลือกพื้นผิวของกระจก หรือแก้ว (glass substrate) มาเคลือบทับด้วยคาร์บอนที่มีโครงสร้างโมเดลกุลในแบบอสัณฐาน หรือโมเดลกุลที่มีโครงสร้างแบบไม่แน่นอน (amourphous carbon)

2.จากนั้นยิงเลเซอร์ลงไปบนตัวคาร์บอนที่เคลือบผิวด้วยความแรงและเร็วซึ่งใช้เวลาเพียง 200 นาโนวินาที (5 ล้านครั้ง/วินาที) เรียกได้ว่าแค่กะพริบตาเพียงครั้งเดียวก็สามารถสร้างความร้อนให้แก่คาร์บอนได้ถึง 3,727 องศาเซลเซียสเลยทีเดียว จากนั้นก็ปล่อยให้คาร์บอนเย็นตัวลงไปเอง

ผลลัพธ์ที่ได้คือฟิล์ม Q-carbon ซึ่งเป็นสารใหม่ที่ไม่เคยปรากฏในโลกมาก่อน นอกจากนี้นักวิทยาศาสตร์ยังค้นพบว่า ถ้าหากปรับเปลี่ยนอัตราการเย็นตัวของคาร์บอน ก็สามารถที่จะสร้างโครงสร้าง Q-carbon ที่มีลักษณะเหมือนกับเพชรได้

นอกจากนี้ตามรายงานในการค้นพบ Q-carbon เกี่ยวกับธาตุที่ทุกคนรู้จักดีคือ คาร์บอน ซึ่งเป็นธาตุที่เกี่ยวข้องกับการเกิดสภาวะโลกร้อนในรูปของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ คาร์บอนบริสุทธิ์ อย่างเช่น แกรไฟต์หรือไส้ดินสอ คาร์บอนนาโนทิวป์ (Carbon nanotubes) และเพชร สิ่งที่เรากำลังคิดค้นจากตัวอย่างคาร์บอนบริสุทธิ์ที่กล่าวมาทั้งหมด เป็นตัวอย่างที่เกิดจากธาตุชนิดเดียวกัน แต่มีการจัดเรียงตัวอะตอมที่แตกต่างกันจึงส่งผลต่อคุณสมบัติ การประยุกต์ใช้งาน รวมถึงมูลค่าที่แตกต่างกันด้วย Q-carbon ยังมีคุณสมบัติที่แตกต่างกัน ซึ่งวัสดุใหม่นี้มีคุณสมบัติที่แข็งกว่าเพชร และเป็นเฟอร์โรแมกเนติ (ferromagnetic) นั่นหมายความว่า มันสามารถตอบสนองต่อแม่เหล็กได้อีกด้วย

นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า Q-carbon นี้จะเป็นวัสดุตัวใหม่ที่มีประโยชน์อย่างมากมายทั้งในเชิงการแพทย์และอุตสาหกรรม เพราะด้วยคุณสมบัติที่ Q-carbon สามารถให้อิเล็กตรอนได้ง่าย ทำให้สามารถนำไปใช้ในการพัฒนาจอภาพ (electronic display) สำหรับโทรศัพท์มือถือหรือโทรทัศน์เพื่อเพิ่มความสว่างและคมชัดมากกว่าเดิม และด้วยความสามารถในการสร้าง Q-carbon ให้เป็นเพชรที่มีขนาดและลักษณะต่างๆ นี้ ในอนาคตเราอาจมีการรักษาทางการแพทย์โดยการใช้เพชรขนาดนาโนสำหรับการขนส่งยารักษาโรคมะเร็งสมองก็เป็นได้

ความท้าทายของการค้นหาวัสดุที่จะนำมาใช้งานในอุตสาหกรรมแทนเพชรถือเป็นเรื่องที่น่าสนใจ ประเด็นคือวัสดุนั้นต้องมีความแข็งแรงสูง ผลิตได้ง่ายและราคาถูก ซึ่งดูเหมือนว่า Q-carbon สามารถตอบโจทย์นี้ได้อย่างดี ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงยังคงศึกษา ค้นคว้า การสร้าง Q-carbon เพิ่มเติม ทั้งการปรับเปลี่ยนกระบวนการสร้างต่างๆ หรือการทดสอบคุณสมบัติอื่นๆ เพื่อสามารถนำไปใช้งานได้จริงในเชิงอุตสาหกรรม

Related Post

Did You Know ? Q-carbon เป็นสารที่มีคุณสมบัติที่แข็งและเบากว่าเพชร