موزانایت چیست؟و آیا بصورت طبیعی یافت می شود؟

موزانایت چیست؟

(Moissanite) اولین بار توسط آنری مواسان شیمیدان فرانسوی (Henri Moissan) در سال 1893 هنگامی که در حال تحقیق در دهانه شهاب‌‌سنگی کانیون دیابلو آریزونا بود کشف شد. ابتدا وی تصور میکرد که آنها الماس هستند ولی یک سال بعد وی متوجه شد که بر خلاف الماس که از کربن خالص تشکیل شده است، یافته هایش دارای فرمول شیمیایی SiC یا سیلیکون کارباید می باشند. البته ادوارد گودریچ آچسون دو سال قبل از این کشف سیلیکن کارباید مصنوعی را در آزمایشگاهش سنتز کرده بود.

در سال 1905، کانز از انجمن علمی CIAAW به افتخار مواسان، این کانی را موزانایت نامگذاری کرد. البته جالب است بدانید که آنری مواسان به خاطر خدمات بزرگش در تحقیق و تجزیه عنصر فلئور، و نیز وارد کردن کوزهٔ برقی به خدمت علوم، کوره‌ای به نام او خوانده می‌شود. وی در سال ۱۹۰۶ برنده جایزه نوبل شیمی از استکهلم سوئد شد. صورت تصادفی در یک سال پس از دریافت این جایزه در فوریه 1907 در پاریس درگذشت.

جدول مشخصات موزانایت

موزانایت نوعی سیلیکون کارباید با سختی 9.25 است. رنگ‌ها در موزانایت می توانند محدوده گسترده ای داشته باشند و در بازه I-J-K از معیار رتبه بندی رنگ الماس قرار بگیرند. در جدول زیر مشخصات کانی شناسی موزانایت آمده است:

منشا کانی موزانایت

موزانایت در شکل طبیعی خودش بسیار نادر است تا جایی که برخی دانشمندان معتقداند موزانایت منشا خارج از کره زمین را داراست. بررسی ها روی شهاب سنگ های کندریتی کربنی مورچیسون (Murchison) و ذرات سیلیکون کارباید روی این اجرام آسمانی نشان داد که نسبتهای ناهمگون ایزوتوپی کربن و سیلیسیم در آنها وجود دارد که نشان میدهد این ساختار خارج از منظومه شمسی است.

از آنجایی که تقریبا ۹۹٪ این دانه‌های سیلیکون کارباید در اطراف ستاره‌های غول سرخ غنی از کربن به تشکیل شده‌اند. با آزمایشات طیف مادون قرمز این ستاره‌ها مشخص شد که کاربید سیلیکن معمولاً در اطراف آن‌ها یافت می‌شود.

تا دهه ۱۹۵۰ منشاء دیگری غیر از سنگ‌های آسمانی مشاهده نشد. در سال های بعد از آن موزانایت به صورت ناخالصی در کیمبرلیت (kimberlite) در یک معدن الماس واقع در جمهوری یاقوتستان در سال ۱۹۵۹ و در سال 1958 در سازند گرین ریور (Green river Formation) واقع در وایومینگ (Wyoming) پیدا شد. وجود موزانایت در طبیعت حتی در سال ۱۹۸۶ توسط چارلز میلتون زمین‌شناس آمریکایی مورد سؤال قرار گرفت. کشفیات تازه نشان داده که کانی موزانایت به صورت طبیعی به عنوان ناخالصی در الماسها، زنولیت‌ها و سنگ‌های اولترامافیک (ultramafic) مانند کیمبرلیت و لمپوریت میتواند وجود داشته باشد.

ساختار بلوری

در ابتدا، سردرگمی قابل توجهی برای محققان در مورد ساختار انواع سازه های کریستال های موزانایت پیش آمد. تعدادی از محققان به داشتن سیستم مکعب (C) ، شش ضلع (H) ، و رومبوهدرال (R)تقارن اعتقاد داشتند. این پیچیدگی حاصل از وجود انواع ساختمان مختلف بود که نشان دهنده توالی انباشته مختلف شش ضلعی لایه اتم می باشد. بیش از 151 گونه شناخته شده در مورد کاربید سیلیکون وجود دارد، که همه از آن به درستی به عنوان “موزانایت” یاد میکنند. رایجترین سیستم بلوری موزانایت هگزاگونال است.

تنها گونه، حاضر حال در 4H و 6H از آلفاSiC- می تواند به شکل توده رشد نماید. هر دو گونه ها هگزاگونال، و هر دوعملکرد مواد نزدیک به بی رنگ میباشند. موزانایت مصنوعی نزدیک بی رنگ به صورت فرم 6H است.گونه های4H ، که دارای خواص بسیار نزدی به گونه هایی از 6H می باشند ، در حال حاضر برای نیمه هادی ها که تولید می شوند استفاده میشود. تمایز کلیدی گونه هایی از 6H جذب بسیار ضعیف زیر 425 نانومتر درطیف مرئی می باشد. بتا وSic ، از گونه های 3C ، کوبیک است و دارای ساختار بلوری حتی نزدیک به گونه هایی از الماس از 4H و 6H می باشد.

انواع موزانایت های در بازار

1- موزانایت کلاسیک (Classic Moissanite):

این نمونه که جزو اولین موزانایت های ساخته شده توسط بشر هستند، بی رنگ نیستند. در حقیقت بسیاری از موزانایت های کلاسیک شبیه الماس های سرتیفیکت شده GIA با رنگ K یعنی زرد (quite yellow) هستند. به علاوه زیر نور، این دسته سایه رنگ زرد مایل به سبز (greenish-yellow) نشان میدهند. به همین دلیل بود که چارز و کلارد از پیشگامان تولید موزانایت جواهری، به فکر ساخت دو نوع دیگر شبیه الماس شفاف و بی رنگ بیوفتند.

2-  موزانایت بی رنگ و نزدیک به بی رنگ (FOREVER ONE MOISSANITE):

لقبیست برای دسته ای از موزانایت های نزدیک به بی رنگ که بعد از تلاش های دو دانشمند Charles & Colvard برای اولین بار تولید شد. آزمایشات بعدی آنها سبب شد که موزانایت هایی کاملا بی رنگ همانند الماسی با رنگ E تولید کنند. انواع سایز و تراش مختلف سبب شد که از استقبال خوبی برخوردار شوند.

کاربرد موزانایت در صنعت

بدلیل رسانندگی گرمایی همانند الماس از موزانایت سنتتیک در الکترونیک و کاربردهای حرارتی استفاده میشود. سختی بالای موزانایت سبب شده که در آزمایش‌های فشار بالا مانند سندان الماس بکار برد. از آنجا که الماس‌های بزرگ معمولاً خیلی گران هستند، در آزمایش‌های که نیاز به سندان بزرگتر دارد معمولاً از موزانایت مصنوعی استفاده می‌شود.

ادوارد جی آچسن (1983) به نظر می رسد اولین کسی بود سختی و پتانسیل آن را به عنوان ساینده به رسمیت شناخت. او کاربید سیلیکون را به طور تصادفی درحالی که تالش برای رشد الماس با عبور یک قوس الکتریکی بینالکترودهای کربنی از طریق ترکیبی از کربن و خاک رس (یک سیلیکات آلومینیوم) ساخت. او ماده جدید را “کربوراندوم” نام نهاد که بعدا به نام تجاری تبدیل شد. پس از آن، او با استفاده از ترکیبی از کربن و شن و ماسه عملکرد بهتری به دست آورد. این روش هنوز نیز برای تولید کاربید سیلیکون های ساینده استفاده می شود.