اكتشف فريق من الباحثين في معهد كارنيجي للعلوم بالولايات المتحدة طريقة لتصنيع شكل جديد شديد الصلابة من الزجاج الكربوني، ربما يكون أصعب أنواع الزجاج المعروفة بأعلى خصائص التوصيل الحراري في فئته.

وعلى حسب ما ذكره موقع "إم إس إي آسيا" ففي نتائج الفريق المنشورة الآن في مجلة Nature، قالوا إنهم تمكنوا من إنشاء مادة مذهلة عن طريق تحطيم ما يُعرف باسم "كرة القدم" المصنوعة من الكربون بالكامل، تسمى كرة القدم بسبب شكل الجزيء، والذي يسمى الفوليرين C60 تحت مكبس السندان.

تتشابه نتيجة هذه الطريقة عمليًا مع كيفية تحويل الجرافيت إلى ماس تحت ضغوط عالية، وبالتالي كيف يحافظ الزجاج الكربوني الجديد على هذه الصلابة.

أوضح الفريق بقيادة Bingbing Liu من جامعة Jilin، الصين والباحث الزائر السابق في جامعة كارنيجي Mingguang Yao أنه في حين أن نقطة الانصهار العالية للغاية تعني أنه من المستحيل استخدام الماس كنقطة انطلاق لإنشاء زجاج يشبه الماس، فقد تمكنوا من استخدامه بدلاً من ذلك فولرنس C60 على شكل كرة قدم وطيها تحت ضغط سندان عملاق.

إن تعدد استخدامات الكربون كمادة سمح باستخدامه في أنواع عديدة من المنتجات، مثل ألياف الكربون (قوية وخفيفة الوزن) أو كربيد السيليكون (شديد المقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة)، كما إنه أيضًا أحد أسباب صعوبة الماس.

ومع ذلك، فإن هذا الاكتشاف الجديد هو المرة الأولى التي يتم فيها تصنيع مادة شبيهة بالزجاج بهذه الصلابة والتوصيل الحراري بهذه الطريقة.

قال عضو الفريق Yingwei Fei: "لقد كان تخليق مادة كربون غير متبلورة مع روابط ثلاثية الأبعاد هدفًا طويل الأمد، وكانت الحيلة هي العثور على مادة البداية المناسبة للتحول مع تطبيق الضغط".

في حين أن المادة الجديدة قد تجعل الكثيرين يقارنونها بالماس، فإن هيكلها الجزيئي يعتبر في الواقع غير متبلور ولا يوجد شكل محدد بوضوح، مما يجعله أكثر شبهاً بالزجاج من الماس الذي له هيكل منتظم للغاية، ومن المحتمل أن يكون قابلاً للاستخدام في الكثير من التطبيقات الأخرى.

يصنع الزجاج بأشباه موصلات جيدة، مما يعني أنه يمكن استخدامه في إنشاء الطاقة الشمسية، أو في أسلحة عصر الفضاء، وهو أقرب إلى الواقع من الخيال العلمي، ويمكن أيضًا استخدام الزجاج ليحل محل تقنية الزجاج المضاد للرصاص الحالية، مع الأخذ في الاعتبار أنه تم تصنيفه بين 20 إلى 100 مرة أقوى مما هو متاح حاليًا.

قال فاي: "إن صنع زجاج بهذه الخصائص المتفوقة سيفتح الباب أمام تطبيقات جديدة، حيث يتوقف استخدام مواد زجاجية جديدة على صنع قطع كبيرة، الأمر الذي شكل تحديًا في الماضي، ودرجة الحرارة المنخفضة نسبيًا التي تمكنا عندها من تصنيع هذا الزجاج الماسي الجديد فائق الصلابة يجعل الإنتاج الضخم أكثر عملية".