تبدیل نانوالیاف کربنی به الماس با پالس‌های لیزری فوق سریع
- بیشتر بدانید: پیشرفت نانوالیاف در لباس های ورزشی
- لینک مفید:لباس های فضایی خود تمیز شونده می‌توانند به فضانوردان برای زنده ماندن در مریخ کمک کنند
تبدیل نانوالیاف کربنی به الماس با پالس‌های لیزری فوق سریع
تحقیقات دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی تکنیک جدیدی را نشان داده است که فیبرهای کربن و نانولوله‌ها را با استفاده از روش لیزر پالسی در دمای محیط و فشار هوا به الیاف الماس تبدیل می‌کند.
روش تبدیل شامل ذوب کربن با استفاده از پالس های لیزر نانوثانیه و سپس خاموش کردن یا خنک کردن سریع مواد است.
این الیاف الماس می‌توانند در دستگاه‌های نانومقیاس با عملکردهایی از محاسبات کوانتومی، حسگر و ارتباط با برس‌های الماس و نمایشگرهای انتشار میدانی کاربرد داشته باشند.
همچنین می‌توان از این روش برای ایجاد الیاف کربنی با دانه‌های الماس استفاده کرد که می‌توانند برای رشد ساختارهای الماس بزرگتر با استفاده از روش‌های رسوب‌دهی بخار شیمیایی با رشته داغ و روش‌های رسوب شیمیایی بخار پلاسما استفاده شوند.
این سازه‌های الماس بزرگتر می‌توانند به عنوان پوشش ابزار برای اکتشاف نفت و گاز و همچنین حفاری در اعماق دریا و جواهرات الماس استفاده شوند.
روش‌های قبلی برای تبدیل کربن غیرالماسی به الماس شامل استفاده از گرما و فشار شدید با هزینه زیاد و بازدهی محدود بود.
دکتر جاگدیش نارایان، استاد کرسی برجسته جان سی فن در دپارتمان علوم مواد و مواد، گفت: ذوب کربن با پالس‌های لیزر و سپس سرد کردن آن با لایه‌ای از یاقوت کبود، شیشه یا پلیمر پلاستیکی، دو کلید اصلی این کشف است.
نارایان گفت: بدون سردسازی، نمی‌توانید کربن را به این روش به الماس تبدیل کنید.
وقتی کربن گرم می شود، معمولاً از حالت جامد به گاز تبدیل می شود. استفاده از یک بستر، جریان گرما را از پالس لیزر به اندازه ای محدود می کند که کربن تغییر فاز ندهد.
این لیزر، مشابه لیزرهایی که برای جراحی چشم لیزیک استفاده می شود، تنها برای 100 نانوثانیه استفاده می شود و کربن را تا دمای 4000 کلوین، حدود 3727 درجه سانتیگراد گرم می کند.
ایالت NC برای ثبت اختراع مجوزاین فناوری را ثبت کرده است.
مقاله «تبدیل مستقیم نانوالیاف و نانولوله‌های کربنی به نانوالیاف الماس و رشد متعاقب آن الماس‌های بزرگ» در Nanoscale، مجله‌ای از انجمن سلطنتی شیمی منتشر شده است و این مقاله توسط Anagh Bhaumik، دستیار پژوهشی در آزمایشگاه نارایان و همچنین دکتر
ریتش ساچان، استادیار دانشگاه ایالتی اوکلاهاما و محقق سابق آزمایشگاه نارایان و Ariful Haque و Siddarth Gupta، دانشجویان تحصیلات تکمیلی در آزمایشگاه و همینطور دکتر پونام پنت، دانشمند محقق در آزمایشگاه نارایان تهیه شده است. در نهایت این تحقیق با حمایت
بنیاد ملی علوم با شماره کمک مالی DMR 1735695 انجام شد.
تاریخ:1403/8/27
مهسا نعمتی
