alexametrics

Лазер превратил углеродные волокна и нанотрубки в алмазы - Вести.Наука

Лазер превратил углеродные волокна и нанотрубки в алмазы - Вести.Наука

Создана технология, превращающая углеродные волокна и нанотрубки в алмазы. Процесс происходит при комнатной температуре и атмосферном давлении. Кроме того, ему не помеха кислород воздуха.

Достижение описано в научной статье, опубликованной в журнале Nanoscale группой во главе с Джеем Нараяном (Jay Narayan) из Университета Северной Каролины в США.

Традиционные методы получения алмаза требуют нагревания углерода до очень высоких температур и создания огромных давлений. При этом нельзя допустить, чтобы вещество контактировало с воздухом: в противном случае углерод просто сгорит. В итоге процесс получается чрезмерно дорогим и не очень эффективным.

Авторы предложили новую технологию. Сырьём служат углеродные волокна и нанотрубки. Они подвергаются облучению лазером, похожим на системы, используемые для микрохирургии глаза.

Каждый лазерный импульс длится не более 0,1 микросекунды. За это время температура "мишени" достигает 3700 °C. При таком точечном нагреве окружающий воздух остаётся холодным.

Почему же углерод не испаряется, достигнув такой огромной температуры? Дело в том, что он находится на подложке из сапфира, стекла или специального полимера. Она эффективно отводит тепло. В результате возникает так называемое переохлаждение, когда вещество остаётся в предыдущем агрегатном состоянии (в данном случае твёрдом), хотя температура и давление соответствуют уже следующему (газообразному).

"Без переохлаждения вы не сможете превратить углерод в алмаз таким образом", – констатирует Нараян.

После лазерного нагревания следует быстрое охлаждение, своего рода закалка. В итоге получается алмазная нить.

Под действием лазерного импульса углеродное волокно превращается в алмаз. Иллюстрация North Carolina State University.

Авторы проверили, что образуется именно алмаз, а не другая модификация углерода, с помощью двух различных методов электронной микроскопии.

Такие наноалмазы могут найти применение в самых различных областях, от квантовых компьютеров до инновационных датчиков и дисплеев.

Кроме того, подобные нити можно использовать как затравку для выращивания более крупных драгоценных камней методом осаждения из паровой фазы. При этом газообразный углерод кристаллизуется на поверхности алмаза, и в результате последний растёт. В перспективе подобным образом можно будет получать даже ювелирные бриллианты.

К слову, "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) ранее писали об алмазах, гибких как резина.

Источник: Вести

0
00:00
46
Нет комментариев. Ваш будет первым!