طوّر فريق بحثي صيني أقسى وأقوى مادة زجاجية معروفة حتى الآن، يمكنها خدش الألماس بسهولة.
وأطلق العلماء على المادة الجديدة اسم "AM-III"، وهي عبارة عن مادة شفّافة صفراء اللون نوعًا ما، مصنوعة بالكامل من الكربون. وتتمتّع بخصائص ميكانيكية وإلكترونية "رائعة"، وقوّة "فائقة" مقاومة للتآكل.
ووفقًا لصحيفة "شاوث تشاينا مورنينغ" الصينية، كشف تحليل المادة أن صلابتها وصلت إلى 113 غيغاباسكال (GPa)، في حين أن حجر الألماس الطبيعي عادة ما يُسجّل 50 إلى 70 في نفس الاختبار.
وعلى الرغم من أن إنتاج كميات كبيرة من المادة قد يستغرق سنوات، ومن غير المرجّح أن يكون ثمنها رخيصًا، إلا أن النافذة المضادّة للرصاص المصنوعة من مادة "AM-III" يُمكن أن تكون أقوى من 20 إلى 100 مرة من بعض المنتجات السائدة المستخدمة حاليًا.
ووفقًا للعلماء، تتميّز المادة بخصائص امتصاص طاقة قابلة للمقارنة مع أشباه الموصلات التي يشيع استخدامها في الخلايا الشمسية، مثل أغشية السيليكون.
وشرح البروفيسور تيان يونغ جون وزملاؤه في مركز علوم الضغط العالي في جامعة يانشان في تشينهوانغداو بمقاطعة هيبي، أن المادة ليست قطعة من الزجاج تمامًا، ولكنها عبارة عن زجاج يحتوي بلورات.
“A bulletproof window made with the AM-III could be 20 to 100 times tougher than some mainstream products currently in use.” Scientists in #China develop glass as hard as a diamond https://t.co/kFxxcZWBgE
— Nawied Jabarkhyl (@NawiedJabarkhyl) August 9, 2021
وباستخدام الفوليرين، وهي مواد مصنوعة من ترتيبات مجوّفة تشبه كرة القدم من ذرات الكربون، أنتج العلماء أنواعًا مختلفة من المواد الزجاجية ذات التنظيم الجزيئي المتغيّر، ومن بينها AM-III التي كان لها أعلى ترتيب من الذرات والجزيئات.
وقام العلماء بسحق ومزج الفوليرين معًا، مطبقين تدريجيًا حرارة شديدة، وضغطًا يبلغ نحو 25 غيغاباسكال و1200 درجة مئوية في غرفة تجريبية لمدة 12 ساعة تقريبًا، ما يقضي قدرًا متساويا من الوقت في تبريد المادة.
ولاحظ العلماء أن زيادة ترتيب الجزيئات بشكل أكبر يُمكن أن يقتل أشباه المواصلات وغيرها من الخصائص التي تتطلّب أن تكون الذرات والجزيئات فوضوية.
وكتب العلماء في الدراسة: "إن ظهور هذا النوع من المواد غير المتبلورة شديدة الصلابة وشبه الموصلات، يُقدّم مرشّحين ممتازين لأكثر التطبيقات العملية تطلّبًا".
