Inżynierowie odkryli nową metodę niemal natychmiastowej konwersji węgla w diament lub grafen
Zespół badawczy z Rice University stworzył zupełnie nową metodę przekształcania węgla z wielu różnych źródeł w całkiem przydatne formy, takie jak grafen, a nawet diament.
Nowa metoda wykorzystuje tzw. „błysk” elektryczności, która niemal natychmiast podgrzewa węgiel i przekształca go w jego ostateczną postać, która bezpośrednio zależy od długości „błysku”.
Nowa metoda produkcji grafenu i diamentu
Metoda wykorzystywana do produkcji grafenu, a nawet diamentu, znana jest jako Instant Joule Heating (FJH) i została po raz pierwszy opisana przez zespół naukowców w styczniu 2020 roku.
Tak więc, zgodnie z opisaną metodą, prąd elektryczny przepływa przez materiały zawierające węgiel, ogrzewając je do temperatury 2727 stopni Celsjusza (4940 stopni Fahrenheita). To intensywne ogrzewanie przekształca węgiel w nieskazitelne, cylindryczne płatki grafenu.
W ostatnim eksperymencie zespół badawczy poszedł dalej i ulepszył ten proces, a do wyniku trafiły inne materiały.
Czyli początkowo długość "błysku" wynosiła 10 milisekund, jednak eksperymenty ze zmianą długości tego błysku w zakresie od 10 do 500 milisekund pokazały, że w rezultacie z węgla można uzyskać różne formy, w tym nanodiamenty, a także węgiel „koncentryczny”, w którym atom węgla jest otoczony wokół rdzenia z nanodiament.
Naukowcom udało się również znacznie przyspieszyć ten proces, dodając do początkowej mieszaniny składniki, takie jak różne związki fluoru i prekursor.
Tym samym dotychczasowe badania wykazały, że dzięki dodatkowi fluoru następuje trwalsza adhezja atomów węgla, co umożliwia uzyskanie nanodiamentów bez wytwarzania ogromnego ciśnienia.
Zdaniem autorów badania, ich technologia FJH pozwoli na tworzenie nowych form węgla na niemal przemysłową skalę, co wcześniej było niezwykle trudne do osiągnięcia.
Na przykład nanodiamenty, które są dość poszukiwane w różnych elementach elektroniki, mają dość złożony algorytm produkcji, ponieważ wymagany jest oddzielny proces stopowania. A metoda FJH znacznie upraszcza ich pozyskiwanie.
Ponadto przemysł zużywa dość dużą ilość drobnych diamentów w elementach narzędzi skrawających, a także w roli izolatorów elektrycznych.
A produkcja fluorowanej wersji nanodiamentów umożliwia modyfikację tych struktur i dostarczenie niedrogiej i, co najważniejsze, wydajnej technologii.
Naukowcy podzielili się wynikami prac wykonanych na łamach portalu internetowego ACS Nano.
Podobał Ci się materiał? Następnie oceń go i nie zapomnij zasubskrybować kanału.
Dziękuję za uwagę!