الماس هم برق تولید می‌کند؟ کشف تازه‌ای که نگاه دانشمندان را تغییر داد

به گزارش زیست آنلاین،الماس که سال‌ها تنها به‌عنوان سخت‌ترین و مقاوم‌ترین ماده طبیعی شناخته می‌شد، حالا در آستانه ورود به نقشی تازه در فناوری‌های نوین قرار گرفته است. نتایج یک پژوهش جدید نشان می‌دهد که لایه‌های بسیار نازک الماس می‌توانند در اثر خم‌شدن، خاصیت پیزوالکتریک از خود نشان دهند و برق تولید کنند.

به گزارش سای‌تِک‌دِیلی، این پژوهش با هدایت پروفسور ژیچین چو از گروه مهندسی برق و رایانه و پروفسور یوان لین از گروه مهندسی مکانیک دانشگاه هنگ‌کنگ انجام شده است. یافته‌های این تیم، باور قدیمی درباره ناتوانی الماس در تولید الکتریسیته را به چالش می‌کشد.

پیزوالکتریک به خاصیتی گفته می‌شود که برخی مواد مانند کوارتز از آن برخوردارند و در اثر فشار یا خم‌شدن، جریان یا ولتاژ الکتریکی تولید می‌کنند. با توجه به سختی بالای الماس، پیش‌تر تصور می‌شد این ماده هرگز چنین رفتاری از خود نشان نخواهد داد.

اما پژوهشگران با استفاده از روشی جدید به نام «لایه‌برداری از لبه»، موفق شدند یک لایه نازک و انعطاف‌پذیر از الماس چندبلوری بسازند. این ساختار نازک، برخلاف الماس معمولی، هنگام خم‌شدن سیگنال‌های الکتریکی قابل اندازه‌گیری تولید کرد.

برای اطمینان از اینکه این سیگنال‌ها ناشی از اصطکاک یا عوامل محیطی نیستند، آزمایش‌ها در شرایط مختلف و به‌صورت تکراری انجام شد. نتایج نشان داد خروجی الکتریکی تولیدشده پایدار و تکرارپذیر است و همین موضوع وجود خاصیت پیزوالکتریک در لایه نازک الماس را تأیید می‌کند.

بر اساس محاسبات انجام‌شده، منشأ اصلی این پدیده مرزهای بلوری موجود در ساختار الماس است؛ جایی که بلورهای کوچک به یکدیگر می‌رسند. در زمان خم‌شدن لایه، بار الکتریکی در این مرزها تجمع پیدا می‌کند و اختلاف ولتاژ میان سطح بالایی و پایینی لایه ایجاد می‌شود.

این کشف می‌تواند کاربردهای مهمی در حوزه پزشکی و انرژی داشته باشد. از آنجا که الماس زیست‌سازگار، پایدار و غیرسمی است، می‌توان از آن در ابزارهای قابل‌کاشت در بدن، مانند ضربان‌سازها، حسگرهای تغییر شکل و حتی منابع انرژی کوچک استفاده کرد.

به باور پژوهشگران، این یافته‌ها دامنه کاربرد الماس را از یک ماده صرفا مقاوم و مکانیکی فراتر می‌برد و می‌تواند به توسعه نسل جدیدی از حسگرها و سامانه‌های انرژی بدون نیاز به منبع تغذیه خارجی کمک کند./ایرنا