الماس : سخت ترین ماده طبیعی جهان

الماس همان کربن معمولی است که در فشرده ترین حالت ممکن قرار میگیرد. کربن، یکی از معمولی ترین عناصر جهان است و در تمام کیهان میتوان ردی از ان پیدا کرد. کربن همچنین یکی از چهار عنصر اصلی برای پیدایش و ادامه حیات است. ۱۸ درصد بدن از کربن تشکیل شده است. هوایی هم که تنفس میکنیم حاوی دی اکسید کربن است و بیشتر مواد غذایی ترکیبات کربن دارند.
در حالت خالص کربن معمولا در ۳ شکل یافت میشود .
الماس: که یک بلور شفاف و بسیار سخت است.
گرافیت: ماده ای معدنی که از کربن خالص تهیه میشود و بسیار نرم و سیاه رنگ است. ساختار مولکولی ان به فشردگی الماس نیست و به همین دلیل از الماس ضعیف تر است.
فولریت: جدید ترین شکل مولکول کربن که ۱۳ سال از شناخته شدن ان نمی گذرد. این ماده معدنی دقیقا از ۶۰ اتم کربن تشکیل شده است که یک کره کامل را شکل میدهند.
الماس در حدود ۱۶۰ کیلومتری زیر پوسته زمین . درون صخره های مذاب جبه تشکیل مشوند. در این بخش از زمین فشار و حرارت به قدری است که فرایند تبدیل کردن به الماس میتواند صورت پذیرد. حداقل شرایط این فرایند. دمای ۴۰۰ درجه سانتیگراد و فشار ۳۰ هزار اتمسفر ( هر اتمسفر . فشار هوا در سطح دریا است ) است . اندکی پایین تر از این شرایط، گرافیت تولید میشود. شرایط تولید الماس در عمق ۱۵۰ کیلومتری زیر پوسته زمین مهیاست، جایی که فشار به ۵۰ هزار اتمسفر و دما به ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد میرسد.
فوران های قوی گدازه ای، این الماس ها را به سطح زمین اورده و انها مجراهای کیمبرلیت را تشکیل دادند ( کیمبرلیت نام مکانی در افریقای جنوبی است که این مجراها برای نخستین بار در ان کشف شد ) بسیاری از این فوران ها در فاصله یک میلیارد تا ۲۰ میلیون سال پیش صورت گرفت.
این جریان های گدازه ای که به مراتب از فوران های اتشفشانی امروز شدیدتر بودند و از اعماق بیشتری سر چشمه گرفتند، درون این مجراهای کیمبرلیت سرد شدند و رگه های مخروطی شکل صخره ای کیمبرلیت را تشکیل دادند که الماس ها را نیز در برداشت .
کیمبرلیت صخره آبی رنگی است که معدنچیان الماس آن را جستجو میکنند. سطح این مجراهای کیمبرلیت از ۲ تا ۱۴۶ هکتار است. در بستر رودخانه ها هم می توان الماس پیدا کرد. این مناطق را نواحی الماس آبرفتی می نامند. در واقع منشاء این الماس ها نیز همان مجرای کیمبرلیت است. ولی مجموعه ای از فعالیت های جغرافیایی موجب شد آنها از مکان خود حرکت کنند و به سطح زمین برسند.
امروزه در کشورهای استرالیا ، بروئنی، برزیل، روسیه، و برخی کشورهای آفریقایی مانند آفریقای جنوبی و کنگو . معادن الماس مشغول به کار است.
الماسی که از معدن به دست می آید سطحی ناهموار و خشن دارد و برای تبدیل شدن به یک ( یا چند ) قطعه جواهر با ارزش باید بریده شده و صیقل داده شود.

سختی الماس

همان طور که گفتیم الماس سخت ترین ماده طبیعی است. البته دانشمندان توانسته اند الماس هایی مصنوعی بسازند که به مراتب از خویشاوندان طبیعی خود سخت ترند. در الماس، اتمهای کربن در یک ساختار مشبک قرار دارند. بدین شکل که هر اتم الکترون های خود را با ۴ اتم دیگر به اشتراک میگذارد و یک واحد ۴ وجهی را تشکیل می دهد. این مجموعه ۴ وجهی که از ۵ مولکول تشکیل شده است یک مولکول فوق العاده قوی را تشکیل میدهد. اما هر ۵ اتم مجاور می توانند چنین شبکه ای را تشکیل دهند.
به همین دلیل، بلور الماس تا بدین حد مستحکم است. اما در گرافیت، اتمهای کربن در یک حلقه به یکدیگر متصل میشوند؛ یعنی هر اتم فقط به یک اتم دیگر متصل است و به همین دلیل آن قدر نرم است. زغال و مغز مداد، نمونه های بارز گرافیت هستند .

تراش الماس

روشهای بخصوصی برای تراش الماس و فرستادن آن به جواهر فروشی ها وجود دارد که این ۴ تکنیک را شامل میشود.
۱) شکافتن: برای جدا کردن ناخالصی ها و ناهماهنگی های موجود در الماس، سنگ الماس زبر روی یک سطح صاف و مناسب بتونی قرار میگیرد. سپس با استفاده از لیزر، یا یک الماس دیگر، یک شیار تیز درون الماس ایجاد می شود. این شیار روی ضعیف ترین صفحات ملکولی بلور، یعنی جهت هایی که پیوند میان اتمها ضعیف تر است، ایجاد میشود سپس، یک تیغه فولادی در شیار قرار داده میشود وبا یک ضربه سریع و محکم . سنگ را به ۲ بخش تقسیم میکند. سپس سنگهای جدا شده از سطح بتونی برداشته میشوند.
۲) اره کردن: برخی اوقات که الماس باید در راستای یک صفحه ترک یا بریدگی، شکافته شود، نمی توان در مرحله نخست یعنی شکافتن به نتیجه رسید. در این حالت، از یک تیغه فسفر - برنز ، که با سرعت ۱۵ هزار دور در دقیقه می چرخد. استفاده میشود و در عملیات اره کردن به آرامی در راستای مطلوب پیش می رود. بتازگی از لیزر نیز در این عملیات استفاده میشود.
۳) خشک کردن: الماس روی یک دستگاه تراش بسته می شود و الماس دیگری روی آن حرکت می کند تا نمای کلی و زبر کمر بند الماس را ایجاد کند، یعنی حاشیه بیرونی الماس در بیشترین قطر خود.
۴) صیقل دادن: در این مرحله الماس، شکل نهایی خود را میگیرد. الماس را به بازویی که بر فراز چرخ گردان صیقل است قرار میدهند. این چرخ با پودر الماس پوشیده شده است و هنگامی که الماس بر سطح آن فشار داده می شود . سطوح زبر آن را نرم کرده رفته رفته آن را صیقل می دهند.

معیارهای برتری الماس

زیبایی یک الماس بر اساس معیارهای مختلفی مورد قضاوت قرار میگیرد. بسیاری از الماس ها هرگز به ویترین جواهر فروشی ها نمی رسند؛ زیرا بیش از اندازه معیوبند. آنها را معمولا برای مصارف صنعتی استفاده میکنند. مثلا در لبه های دریل هایی که در معادن الماس کاربرد دارند و یا در تراش و برش دیگر الماس های خام. ۴ معیار مهم برای تعین زیبایی الماس مورد استفاده قرار می گیرد:
۱) برش: این خصوصیت به چگونگی برش الماس و خصوصیات هندسی آن بازمی گردد . هنگامی که الماس برش میخورد . برهای مختلف آن به وجود میاید و شکل نهایی الماس تعین می شود .
۲) صافی: این خصلت، معیاری از ترک های الماس است، یا دیگر اجرامی که ممکن است درون آن دیده شوند. درجه بندی صافی از بدون ترک آغاز می شود و سپس به بسیار بسیار ناچیز و تا حدودی ناخالص نزول میکند.
۳) قیراط : قیراط واحد وزن الماس است . هر قیراط در حدود ۲۰۰ میلی گرم است.
۴) رنگ: در خصوص الماس های شفاف، مقیاس رنگ از D تا Z تغیر می کند. بدین ترتیب که از سفید یخی شروع می شود که رنگ بیشتر الماس های گران قیمت است و به زرد روشن خاتمه می یابد. دیگر معیار های ارزیابی الماس عبارتند از : شفافیت، درخشندگی و پراکندگی نور. الماسی که صد در صد کربن باشد، کاملا شفاف خواهد بود . اما معمولا الماس ها عناصر دیگری نیز دارند که بر رنگ آن ها تاثیر می گذارد . از اینها گذشته الماس های آبی، قرمز، سیاه، صورتی، بنفش و سبز تیره نیز وجود دارند که بسیار بسیار نادر هستند.

چرا الماس تا بدین حد درخشان است

الماس فشرده ترین ماده شفاف جهان است که تا کنون شناخته شده است. ضریب شکست آن 12/2 است . یعنی سرعت نور درون آن کمتر از نصف سرعت معمولی خود می شود .اما همین فشردگی است که باعث میشود الماس درخشنده ترین جسم شفاف باشد و برق بزند. چون سطح الماس با یکدیگر زاویه های بزرگی میسازند. بنابراین وقتی پرتویی از یکی از آنها وارد میشود. چند بار بازتاب میشود.

الماس های مشهور دنیا

کالینان :

بزرگترین الماسی است که تاکنون یافت شده است. این الماس ۳۱۶۰ قیراطی سال ۱۹۰۵ در ترانسوال آفریقای جنوبی ساخته شد . سال ۱۹۰۷، این الماس به پادشاه انگلستان، ادوارد هفتم اهدا شد و بعد ها به ۹ سنگ بزرگ و تعدادی سنگ کوچک تقسیم شد. مهمترین آنها الماس ۲/۵۳۰ قیراطی ستاره آفریقا است که در عصای شاهی کار گذاشته شده و در برج لندن به نمایش درآمده است.

سلطان بزرگ :

به نظر می رسد سومین الماس بزرگ غیر بریده شده ای است که تاکنون یافت شده است. این الماس سال ۱۶۵۰ کشف شد و وزن سنگش ۵۰/۷۸۷ قیراط بود، اما فقط به یک قطعه ۲۸۰ قیراطی بریده شد. این الماس به نام شاه جهان، سازنده تاج محل نامیده شد. متاسفانه این الماس به شکل عجیبی مفقود شده است و از مکان امروزی آن اطلاعی در دست نیست.

امید آبی :

مشهورترین الماس آمریکا است . این جواهر ۵۲/۴۵ قیراطی تاریخچه ای ۴۰۰ ساله دارد در آن زمان قطعه سنگی ۱۸۷۵/۱۱۲ قیراطی بود و سال ۱۶۶۸، به و سیله شاه لوئیس چهاردهم در فرانسه خریداری شد. به نظر می رسد این جواهر نایاب در معدن کلار هند یافت شده باشد.