יהלום מוכר בעיקר כחומר קשה וחזק במיוחד, אבל חוקרים מאוניברסיטת הונג קונג גילו שיש לו תכונה נוספת ומפתיעה: כאשר הופכים אותו לשכבה דקה וגמישה במיוחד ומכופפים אותה, הוא מסוגל לייצר מתח חשמלי שניתן למדידה. הממצא מערער הנחה מדעית בת יותר ממאה שנה, שלפיה יהלום אינו חומר שמסוגל לייצר חשמל כתוצאה מהפעלת לחץ או שינוי בצורתו.
את המחקר הובילו פרופ' ז'יקין צ'ו מהמחלקה להנדסת חשמל ומחשבים ופרופ' יואן לין מהמחלקה להנדסת מכונות באוניברסיטת הונג קונג. החוקרים ביקשו לבדוק אם ההתנהגות המוכרת של יהלום משתנה כאשר הופכים אותו לדק וגמיש בצורה קיצונית.
מאז תחילת המאה ה-20 מקובל היה לסווג יהלום כחומר שאינו "פיאזואלקטרי". במילים פשוטות, חומר פיאזואלקטרי מסוגל להפוך לחץ, מתיחה או כיפוף לאות חשמלי. אם לוחצים עליו או משנים מעט את צורתו, נוצר בו מתח חשמלי. במשך עשרות שנים ההנחה הייתה שיהלום אינו מסוגל לעשות זאת.
למרות זאת, ליהלום יש תכונות שהופכות אותו לחומר מבוקש במיוחד בתחום ההנדסה: הוא קשה וחזק, עמיד מבחינה כימית ומסוגל להתמודד עם תנאים קיצוניים. אלא שבמערכות אלקטרוניות זעירות הוא שימש בדרך כלל כחומר שעליו מרכיבים רכיבים אחרים שמסוגלים להגיב ללחץ ולייצר אותות חשמליים – ולא כרכיב הפעיל שעושה זאת בעצמו.
כדי לבדוק אם אפשר לשנות את המצב, החוקרים יצרו יריעה דקיקה במיוחד המורכבת מגבישי יהלום זעירים רבים. העובי הקטן הפך את החומר, שבדרך כלל כמעט אינו מתכופף, לגמיש במידה שאפשרה לצוות לעקם אותו בצורה משמעותית.
כשהחוקרים כופפו את יריעת היהלום, הם זיהו מתח חשמלי. הם חזרו על הפעולה פעמים רבות בתנאים מבוקרים כדי לוודא שהאות אינו נוצר במקרה או כתוצאה מחיכוך ומגע בין משטחים. המתח הופיע שוב ושוב באופן עקבי, והממצאים הצביעו על כך שמקורו ביהלום עצמו.
ההסבר נמצא במבנה הפנימי של היריעה. היא אינה עשויה מגביש יהלום יחיד, אלא מהרבה גבישים זעירים המחוברים זה לזה. בנקודות שבהן הגבישים נפגשים נוצרים גבולות בעלי מבנה שאינו סימטרי לחלוטין. כאשר היריעה מתכופפת, מטענים חשמליים מצטברים סביב האזורים הללו ונוצר הבדל חשמלי בין שני צדי החומר – שאותו ניתן למדוד כמתח.
המשמעות אינה שיהלום רגיל בטבעת יכול להפוך לפתע לסוללה. התופעה התגלתה ביריעת יהלום שהוכנה במיוחד והייתה דקה וגמישה מאוד. דווקא המבנה החריג הזה אפשר לחוקרים לחשוף תכונה שלא נצפתה באופן הזה ביהלום רגיל.
לתגלית עשויים להיות בעתיד שימושים רפואיים וטכנולוגיים. יהלום נחשב חומר יציב, עמיד ומתאים לשימוש בסביבה ביולוגית, ולכן החוקרים מעריכים שיריעות כאלה יוכלו לשמש בחיישנים זעירים שמזהים תנועה או כיפוף, ואף במכשירים רפואיים מושתלים שבהם תנועה מכנית תסייע לייצר את האנרגיה הדרושה להפעלת רכיבים קטנים.
אם הטכנולוגיה תבשיל, המשמעות הרחבה יותר היא שינוי בתפקידו של היהלום בעולם האלקטרוניקה: במקום לשמש רק כחומר חזק שעליו בנויים רכיבים אחרים, הוא עשוי להפוך בעצמו לחלק פעיל שממיר תנועה לאות חשמלי.
