Karbonun ərimiş haldan qrafitə və ya almaz formasına keçid prosesi elm adamlarını uzun müddətdir düşündürür. Kaliforniya Universiteti və Corc Vaşinqton Universitetindən olan tədqiqatçılar, bu keçidin necə baş verdiyini araşdırmaq üçün kompüter simulyasiyalarından istifadə ediblər. Tədqiqat nəticələri 9 iyul 2025-ci il tarixində "Nature Communications" jurnalında dərc edilib.

Yeni araşdırma karbonun ərimiş haldan kristallaşaraq qrafit və ya almaz formasına keçidini araşdırır. Bu proses yüksək temperatur və təzyiq altında, Yer qabığının dərinliklərində baş verir. Alimlər aşkar ediblər ki, bəzi hallarda qrafit, almazın yaranmalı olduğu şəraitdə "nüvəni ələ keçirərək" formalaşa bilər. Bu kəşf, karbonun faza davranışı ilə bağlı əvvəlki eksperimentlərdəki ziddiyyətləri izah edir və karbonun təbii olaraq almaz formasında yaranmasının niyə nadir olduğunu anlamağa kömək edir.

Tədqiqatda molekulyar simulyasiyalar vasitəsilə karbonun 5,000-dən 3,500 Kelvinə qədər soyuması və 5-dən 30 giqapaskal (GPa) təzyiqlər arasında davranışı izlənilib. Qrafit, gözlənilməz şəkildə, 15 GPa təzyiqə qədər, yəni almazın sabit olduğu şəraitdə belə yaranıb. Alimlər bu davranışı Ostvaldın addım qaydası ilə izah edirlər. Bu prinsipə görə, kristallaşma bəzən daha sabit formaya keçmədən əvvəl aralıq metastabil fazalar vasitəsilə baş verir.

Corc Vaşinqton Universitetinin professoru Tianşu Li qeyd edib ki, "mayeləşmiş karbon, qrafitə çevrilməyi daha asan hesab edir, baxmayaraq ki, bu şəraitdə almaz daha sabitdir. Təbiət, ən az müqavimət olan yolu seçir." Tədqiqat həmçinin qrafit və almazın kristallaşma strukturlarını nümayiş etdirib. Qrafit sütunvari naxışlarla formalaşarkən, almaz daha kompakt kristallarla yaranır.

Bu kəşf bir çox sahələr üçün əhəmiyyətlidir. Yer qabığının dərin karbon dövranını anlamağa, iqlim və geoloji dəyişiklikləri izah etməyə kömək edir. Bundan əlavə, sənaye üçün xüsusi əhəmiyyət kəsb edir, çünki almazın sintetik istehsalında daha dəqiq idarəetmə imkanları yaradır. Xüsusilə kvant hesablamaları kimi xüsusi tətbiqlər üçün kristal strukturların dəqiq idarə olunması vacibdir.

Tədqiqatın həmmüəllifləri arasında Marqaret L. Berrens, Vanyu Jao və Şunda Çen də var. Bu tədqiqat karbonun kristallaşma yollarını daha dərindən anlamaq və sənaye tətbiqlərində istifadə etmək üçün yeni imkanlar açır.