يعاني كثير من مستخدمي الهواتف الذكية من تعرض شاشات الأجهزة للكسر، وهو الأمر الذي قد يختفي في المستقبل القريب، بعد أن ابتكر العلماء زجاجًا فائق الصلابة يفوق الماس الطبيعي في صلابته.

وطور باحثون في جامعة جيلين الصينية، زجاجًا كربونيًا، يتميز بقساوة عالية وقدرة كبيرة على التوصيل الحراري مقارنة بأنواع الزجاج المعروفة، وذلك عن طريق وضع "كرات بوكي" - كرة قدم تشبه شكل الكربون - في مكبس سندان وتعريضها لدرجات حرارة وضغوط شديدة.

وقام العلماء بتصنيع الزجاج في درجة حرارة عالية بدرجة صلابة 102 جيجا باسكال، وفقًا للدراسة التي نشرت في مجلة "نيتشر" العلمية.

قال مؤلف الدراسة، وعالم الكيمياء الجيولوجية ينجوي فاي من معهد كارنيجي للعلوم بواشنطن: "إن صنع زجاج بهذه الخصائص المتفوقة سيفتح الباب أمام تطبيقات جديدة".

يعتمد استخدام مواد زجاجية جديدة على صنع قطع كبيرة، الأمر الذي شكل تحديًا في الماضي. وأوضح فاي أن "درجة الحرارة المنخفضة نسبيًا التي تمكنا عندها من تصنيع هذا الزجاج الماسي الجديد فائق الصلابة يجعل الإنتاج الضخم أكثر عملية".

اقرأ أيضا:

مصاحبة الآباء لأولادهم تجنبهم مشاكل المراهقة

يمكن للكربون أن يتخذ مجموعة متنوعة من الأشكال، التي تختلف بناءً على هيكلها الجزيئي. بعضها - مثل الجرافيت والماس - منظم للغاية، بينما البعض الآخر غير منظم، أو "غير متبلور"، مثل الزجاج العادي.

ويتميز الماس بترتيب ثلاثي الأبعاد للروابط، مما يمنحه صلابة أكثر اتساقًا. وقال فاي، إن "تصنيع مادة كربونية غير متبلورة مع روابط ثلاثية الأبعاد كان هدفًا طويل الأمد. الحيلة هي العثور على مادة البداية المناسبة للتحول مع تطبيق الضغط".

بسبب تصنيعه في درجة حرارة مرتفعة للغاية، من المستحيل استخدام الماس كنواة لصنع زجاج يشبه الماس. وعوضًا عن ذلك، لجأ الباحثون إلى بوكمينستر فوليرين، وهو كربون يتكون من 60 ذرة مرتبة في هيكل أجوف يشبه كرة القدم، ما جعل العلماء يطلقون عليها اسم "كرة بوكي"، التي منح مكتشفها جائزة نوبل في الكيمياء في عام 1996.

ولتحويلها إلى زجاج كربوني يشبه الماس، قام الباحثون بضغط وتسخين "كرات بوكي" في ما يسمى بمكبس متعدد السندان كبير الحجم، ما أدى إلى انهيار الجزيئات الشبيهة بالكرة، مع الاحتفاظ بتكوين يشبه الماس قصير إلى متوسط المدى. بينما كانت الزجاجات الناتجة صغيرة، حوالي 1 مم، وهي كبيرة بما يكفي للتوصيف.

وأضاف الباحثون وفقًا لصحيفة "ديلي ميل"، إن النتائج "قد تتيح تطبيقات جديدة للمواد الصلبة غير المتبلورة".

وعلق مدير مختبر كارنيجي للأرض والكواكب، ريتشارد كارلسون، قائلاً: "لعقود من الزمان، كان باحثونا في طليعة هذا المجال، باستخدام تقنيات معملية لتوليد ضغوط شديدة لإنتاج مواد جديدة".