Οι μηχανικοί ανακάλυψαν μια νέα μέθοδο για σχεδόν ακαριαία μετατροπή του άνθρακα σε διαμάντι ή γραφένιο
Μια ερευνητική ομάδα στο Πανεπιστήμιο Rice δημιούργησε μια εντελώς νέα μέθοδο μετατροπής του άνθρακα από μια μεγάλη ποικιλία πηγών σε αρκετά χρήσιμες μορφές όπως το γραφένιο και ακόμη και το διαμάντι.
Η νέα μέθοδος χρησιμοποιεί τη λεγόμενη «αναλαμπή» ηλεκτρικής ενέργειας, η οποία θερμαίνει σχεδόν αμέσως τον άνθρακα και τον μετατρέπει στην τελική του μορφή, η οποία εξαρτάται άμεσα από το μήκος του «φλας».
Μια νέα μέθοδος παραγωγής γραφενίου και διαμαντιού
Η μέθοδος που χρησιμοποιείται για την παραγωγή γραφενίου και ακόμη και διαμαντιού είναι γνωστή ως Instant Joule Heating (FJH) και περιγράφηκε για πρώτη φορά από μια ομάδα επιστημόνων τον Ιανουάριο του 2020.
Σύμφωνα λοιπόν με την περιγραφόμενη μέθοδο, ένα ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται από υλικά που περιέχουν άνθρακα, ενώ τα θερμαίνει σε θερμοκρασία 2727 βαθμών Κελσίου (4940 βαθμούς Φαρενάιτ). Αυτή η έντονη θέρμανση μετατρέπει τον άνθρακα σε παρθένες σωληνοειδείς νιφάδες γραφενίου.
Στο τελευταίο πείραμα, η ερευνητική ομάδα προχώρησε περαιτέρω και βελτίωσε αυτή τη διαδικασία και η παραγωγή έλαβε άλλα υλικά.
Έτσι, αρχικά το μήκος του "φλας" ήταν ίσο με 10 χιλιοστά του δευτερολέπτου, αλλά τα πειράματα με την αλλαγή του μήκους αυτού του φλας στην περιοχή από 10 σε 500 χιλιοστά του δευτερολέπτου έδειξαν ότι ως αποτέλεσμα διαφορετικές μορφές μπορούν να ληφθούν από άνθρακα, συμπεριλαμβανομένων των νανοδιαμαντιών, καθώς και του «ομόκεντρου» άνθρακα, στον οποίο το άτομο άνθρακα περιβάλλεται γύρω από τον πυρήνα από νανοδιαμάντι.
Οι επιστήμονες κατάφεραν επίσης να επιταχύνουν σημαντικά αυτήν τη διαδικασία προσθέτοντας συστατικά όπως διάφορες ενώσεις φθορίου και ένα πρόδρομο στο αρχικό μείγμα.
Έτσι, προηγούμενες μελέτες έδειξαν ότι λόγω της προσθήκης φθορίου, συμβαίνει μια πιο ανθεκτική πρόσφυση ατόμων άνθρακα, γεγονός που καθιστά δυνατή τη λήψη νανοδιαμαντιών χωρίς να δημιουργηθεί τεράστια πίεση.
Σύμφωνα με τους συντάκτες της μελέτης, η τεχνολογία FJH θα επιτρέψει τη δημιουργία νέων μορφών άνθρακα σε σχεδόν βιομηχανική κλίμακα, κάτι που προηγουμένως ήταν εξαιρετικά δύσκολο να επιτευχθεί.
Για παράδειγμα, τα νανοδιαμάντια, τα οποία έχουν μεγάλη ζήτηση σε διάφορα εξαρτήματα των ηλεκτρονικών, έχουν έναν αρκετά περίπλοκο αλγόριθμο παραγωγής, καθώς απαιτείται ξεχωριστή διαδικασία κράματος. Και η μέθοδος FJH απλοποιεί σημαντικά την απόκτηση τους.
Επιπλέον, η βιομηχανία καταναλώνει αρκετά μεγάλη ποσότητα μικρών διαμαντιών στα εξαρτήματα των εργαλείων κοπής, καθώς και στο ρόλο των ηλεκτρικών μονωτών.
Και η παραγωγή μιας φθοριωμένης έκδοσης νανοδιαμαντιών καθιστά δυνατή την τροποποίηση αυτών των δομών και την παροχή μιας φθηνής και, κυρίως, αποτελεσματικής τεχνολογίας.
Οι επιστήμονες μοιράστηκαν τα αποτελέσματα της εργασίας που έγιναν στις σελίδες της διαδικτυακής πύλης ACS Nano.
Σας άρεσε το υλικό; Στη συνέχεια, βαθμολογήστε το και μην ξεχάσετε να εγγραφείτε στο κανάλι.
Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας!