Elmas, çok değerli sert bir taş. En yüksek sertlik seviyesi(mohs) değerine sahip. Işık kırıcılığı mükemmel olduğundan şahane gözükür. Çok pahalı ve nadir. Çağlar boyunca zenginlik göstergesi bundandır ki kadınların ilgi odağı. En pahalı soygun filmlerinin temel malzemesi. Bu kadar özellikli bir taşın, bu kadar nadir olması da tabi ki şaşırtıcı değil.
Elmas, sadece karbon atomlarından oluşur. Evet sadece karbon(C). Kömür gibi. Kömür’ün de temeli karbondur. Peki nasıl olur da bambaşka olabiliyorlar aynı malzemeden oluşuyorlarsa? Bu farklılık atomların dizilimlerinden kaynaklanır. Elmas karbon atomlarının en yoğun haliyle muntazam dizilimiyle oluşurken, kömür daha düzensiz ve diğer atomları da içeren bir dizilimle oluşur.
Elmas atom dizilimi.
Kömür. Graphite sadece karbondan oluşan petek görünümlü dizilimidir. Sadece karbon(C) atomundan oluşur.
Grafit (Graphite), sadece karbon’dan oluşan ve dizilimi petek şeklinde olan karbon ürünü.
Karbon modern çağın odak noktasıdır aynı zamanda. Karbon nanotüpler, Karbon fiberler, grafit temelli güneş panelleri…
Karbon milyonlarca yıldır doğanın da odak noktasıdır. Tüm canlılık karbon temelli bir yapı üzerine kurulmuştur. Yağlar, şekerler, proteinler… Canlılık karbon atomu sayesinde vardır.
Yağ molekül yapısı.
Şeker molekül yapısı.
.jpg)
Protein molekül yapısı.
Bu kadar bilgiden sonra gelelim konumuza. Karbon bu kadar etrafımızda çok iken yapay elmas yapılması mümkün olamaz mı? Grafit gibi saf karbonun diziliminde olan bir madde uygun şartlarda elmas yapılamaz mı? Tabi ki de yapılır. Nitekim, bugün grafit elmasa dönüştürülmektedir. Hesaplara göre 10.000 atmosfer basınç ile grafitin elmasa dönüştürülmesi mümkündür. İlk olarak 1962’de 200.000 atmosfer basınç ve 5000 °C sıcaklıkta grafit elmasa dönüştürülmüştür.
Peki bu konuyu bir adım öteye taşıyalım. Karbon kelimesini uzun zamandır medyada da duyuyoruz aslında. Fabrikalar, küresel ısınma gibi konularda geçen karbon-dioksit(CO2), karbon ve 2 tane oksijenin birleşmesinden meydana gelmektedir. Ağaçlar bu karbondioksiti solur ve bu sayede büyürler. Toprak sadece su ve mineral kaynağıdır. Büyümelerini sağlayan asıl kaynak havadır yani karbondur. Biz de gün içinde yaktığımız yağı, şekeri, proteini karbondioksit olarak dışarı atarız. Kilo verirken tüm verdiğimiz kilolar aslında karbondioksite dönüşerek ciğerlerimizden dışarı atılır. Yani nefes ile kilo veririz.
Havadaki karbondioksit’ten elmas üretilebilir mi peki! Neden olmasın! Eğer CO2 deki C’ları ayrıştırabilirsek ve bunları düzenli bir yapıda dizebilirsek alın size elmas.
O zaman bi hesap yapalım:
- Eğer karbon atomundan 6.02 x 1023 tane alır ve tartarsak ağırlığının 12 gram olduğunu görürüz.
- Saf karbondioksit 1.874 kg/m3 (1.874 g/litre)
- Normal bir iş ile uğraşan bir insan
- ürettiği CO2 yoğunluğu 48000 ppm(particule per million) yani soluduğu havanın %4.8’idir.
- saatte 1500 litre hava solur,
- saatte 72 litre (0.072 m3) CO2 üretir,
Kırmızı: Normal solunum 48000 ppm, Yeşil: 30sn nefes tuttuktan sonra 65000 ppm, Mavi: 60sn nefes tuttuktan sonra 76000ppm [*]
| Activity | Respiration per Person (m3/h) |
Carbon Dioxide Emission per Person (m3/h) |
|---|---|---|
| Sleep | 0.3 | 0.013 |
| Resting or low activity work | 0.5 | 0.02 |
| Normal work | 2 – 3 | 0.08 – 0.13 |
| Hard work | 7 – 8 | 0.33 – 0.38 |
Ortalama 25 lt/dakika solunum yaparız.
Bukadar teknik veriden sonra kaba bir hesap yaparsak;
Masabaşı bir iş yapan bir insan için,
1500 litre/saat * %4.8 * 1.874 g/litre = 134 gr/saat (KarbonDiOksit / CO2 / O=C=O )
Karbon ve Oksijen atom numaraları
C: 6
O: 8
1 karbona 2 oksijen düştüğünden bir molekülün kütle oranları toplamı 6+8+8 = 22 eder.
sadece C nun kütlesi:
(134 / 22) * 6 ~= 35,5 gr/saat eder.
Yani, oturduğumuz yerde kişi başı her saat 35,5gr elmas soluyoruz. 🙂