อะไรแข็งกว่าเพชร?

เรียบเรียงจาก อะไรแข็งกว่าเพชร?

       เพชรได้รับการยกย่องว่าเป็นอัญมณีที่มีค่าควรเมืองมานานหลายพันปีแล้ว กษัตริย์ในสมัยโบราณนิยมประดับเครื่องทรงด้วยเพชร เพราะถือว่าเพชรเป็นสัญลักษณ์ของการมีอำนาจ และวาสนา คนยุโรปสมัยกลางเชื่อว่าเพชรเป็นวัตถุมงคลที่สามารถขจัดปัดเป่าภัยอันตรายจากภูติผีปีศาจทั้งหลายทั้งปวงได้ พระนาง Mary แห่งสกอตแลนด์ ทรงสวมแหวนเพชร เพราะพระนางทรงเชื่อว่า เพชรจะช่วยให้พระนางปลอดภัยจากการถูกลอบปลงพระชนม์ (แต่แหวนเพชรวงนั้นก็มิได้ช่วยให้นางรอดพ้นจากการตัดสินประหารชีวิตโดยพระนาง Elizabeth ที่ 1 แห่งอังกฤษ) ในสมัยคริสต์ศตวรรษที่ 14 ผู้คนเชื่อว่า เพชรมีเพศ คือเพศผู้กับเพศเมีย หากเรานำเพชรมาอยู่รวมกันจะมีลูกเพชรเกิดขึ้น และการได้เห็นเพชรก่อนออกเดินทาง จะนำโชคลาภมาให้ เป็นต้น

       มาถึงสมัยปัจจุบัน เพชรเป็นสัญลักษณ์สากลที่ใช้ในพิธีหมั้น เป็นเครื่องหมายแสดงความจริงใจและความเสมอต้นเสมอปลายของผู้ให้

       เราสามารถพบเพชรได้ในทุกหนทุกแห่งบนโลกและบางครั้งเราก็ได้เพชรจากอุกาบาตนอกโลก ในปี พ.ศ. 2409 ได้มีการพบเพชรที่เมือง Kimberley ในประเทศแอฟริกาใต้ และนับแต่ปีนั้นเป็นต้นมาอุตสาหกรรมเพชรก็เจริญรุ่งเรืองมาจนทุกวันนี้

       เพชรสีฟ้าขาวเป็นเพชรที่มีผู้คนต้องการใช้มากที่สุด ความต้องการเพชรได้เพิ่มขึ้นทุกปี จนเกินความสามารถในการหาได้จากธรรมชาติ เช่นเราต้องใช้เพชรในการเคลือบหน้าต่างดาวเทียม ใช้ในการตัดโลหะ ใช้ฉาบเตาปฏิกรณ์ปรมาณู ฯลฯ เพราะเพชรมีความสามารถในการตัดหรือขัดวัตถุอื่น ๆ และสามารถนำความร้อนได้ดี มันจึงเหมาะสำหรับการนำมาใช้ในชิ้นส่วนของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ เมื่อเพชรถูกราดด้วยกรดหรือด่าง มันจะไม่แสดงปฏิกิริยาเคมีใด ๆ และหากเราทำให้ อุณหภูมิของเพชรสูงถึง 700oC มันจึงลุกไหม้เป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ดังนั้นเราจะใช้เพชรตัดเหล็กกล้าไม่ได้ แต่กรณีของเพชรตัดเพชรนั้น โอเค ด้วยประการทั้งปวง

       นับเป็นเวลาหลายร้อยปีแล้วที่เรา เชื่อว่าไม่มีอะไรในโลกจะแข็งเท่าเพชร แต่ขณะนี้นักวิทยาศาสตร์กำลังพยายามสังเคราะห์สาร ชนิดใหม่ที่ไม่เป็นสนิม ที่ทนความร้อนได้ดี และที่สุดของที่สุดคือ ที่แข็งกว่าเพชร และหากทำได้ คุณประโยชน์นานับปการ ก็จะเกิดขึ้นทันที

ในสภาพความเป็นจริงนั้น ความแข็งของสารใด ๆ ก็ตาม นอกจากจะขึ้นกับความหนาแน่น ในการเรียงตัวของอะตอมของสารนั้นแล้ว ยังขึ้นอยู่กับแรงดึงดูดระหว่างอะตอมเหล่านั้นด้วย หากอะตอมเรียงกันอยู่อย่างหนาแน่น และมีแรงดึงดูดระหว่างกันมาก สารนั้นก็จะแข็ง เพชรธรรมชาติมีลักษณะโครงสร้างของอะตอม เป็นดังที่ว่านี้

       ดังนั้นหลักการในการทำสารซูเปอร์ที่แข็งคือ เราต้องจัดให้อะตอมของสารนั้นอยู่ใกล้กันมาก จนทำให้อะตอมเหล่านั้น สามารถใช้อิเล็กตรอนร่วมกันได้ A. Liu และ M. Cohen แห่งมหาวิทยาลัย California ที่ Berkeley สหรัฐอเมริกาคำนวณพบว่า สารประกอบของคาร์บอน และไนโตรเจน คือ C3N4 (Carbon Nitride) น่าจะมีสมบัติซูเปอร์แข็งกว่าเพชร

       เมื่อปีกลายนี้ Y. Chung แห่ง Northwestern University ที่ Illinois ได้สังเคราะห์แผ่นฟิล์มที่ประกอบด้วยธาตุคาร์บอน และไนโตรเจน ความหนา 0.01 มิลลิเมตร ในการทดสอบความแข็งของฟิล์มที่ได้ เขาได้ใช้วัสดุปลายแหลมที่ปลายทำด้วยเพชร กดลงบนฟิล์ม หากฟิล์มนั้นแข็งน้อยกว่าเพชร เขาน่าจะเห็นรอยบุ๋มได้ แต่ Chung มิได้เห็นริ้วรอยใด ๆ เขาจึงสันนิษฐานว่า ฟิล์มที่ได้แข็งกว่าเพชร หรือไม่นั้น มันก็เป็นฟิล์มที่ยืดหยุ่นได้อย่างวิเศษ เพราะเวลาเขาถอนปลายเข็มเพชรออก ฟิล์มพองตัวกลับตำแหน่งเดิมทันที่ Chung กับคณะยังไม่ประสบความสำเร็จในการปลูกผลึก C3N4 มาทดสอบให้แน่ใจ ทุกวันนี้ก็ยังไม่มีใครมั่นใจว่า มนุษย์เราสามารถสร้างสารที่แข็งกว่าเพชร ได้หรือไม่ และหากทำได้ เราก็ไม่มั่นใจเหมือนกันว่าผลิตภัณฑ์ที่ได้ จะมีคนนิยมใช้กันมากแค่ไหน หรือความพยายามของเราในครั้งนี้ เป็นเพียงการวิจัยเพื่อให้รู้แต่อย่างเดียวเท่านั้น ขณะนี้นักวิทยาศาสตร์ท่านอื่น ๆ มีความเห็นว่า นอกจาก C3N4 แล้ว สารประกอบพวก Boron Nitride ก็มีสิทธิ์จะแข็งยิ่งยวดได้เหมือนกัน และเมื่อเร็ว ๆ นี้ A. Ruoff แห่งมหาวิทยาลัย Cornell คำนวณพบว่า C60 ( Buckminster fullerene) หากได้รับความดันสูงถึง ถึง 20,000 บรรยากาศ จะตกผลึกและแข็งยิ่งกว่า C3N4 เสียอีก

       ก็คงจะเป็นว่า ทำไปทำมา คาร์บอน (C ) ก็ยังคงครองราชบัลลังก์แห่งความแข็ง สืบต่อไปเหมือนเดิม

ที่มา : http://www.scimath.org/physicsarticle/item/2130-diamond

About somporndb

Physics Teacher at Dongbungpisai Navakarn Nusorn School Nadoon District Mahasarakam Province Thailand.

Posted on เมษายน 9, 2013, in สาระน่ารู้ and tagged . Bookmark the permalink. ใส่ความเห็น.

ใส่ความเห็น

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Connecting to %s

%d bloggers like this: