Научная группа из университета Райса создала абсолютно новый метод превращения углерода из самых разных источников в такие довольно полезные формы, как графен и даже алмаз.
В новом методе применяется так называемая «вспышка» электричества, которая практически мгновенно нагревает углерод и преобразует его в окончательную форму, которая напрямую зависит от длины «вспышки».
Новый метод получения графена и алмаза
Примененный метод получения графена и даже алмаза известен под названием «Мгновенный джоулевый нагрев» (FJH), и он впервые был описан командой ученых в январе 2020 года.
Так вот согласно описанному методу, электрический ток пропускается через углеродосодержащие материалы, при этом разогревая их до температуры в 2727 градусов по Цельсию (4940 градусов по Фаренгейту). Этот сильный нагрев преобразует углерод в нетронутые трубчатые графеновые хлопья.
В последнем эксперименте научная группа пошла дальше и усовершенствовала этот процесс, и на выходе получила другие материалы.
Так изначально длина «вспышки» была равна 10 миллисекунд, но эксперименты с изменением длины этой вспышки в диапазоне от 10 до 500 миллисекунд показали, что в итоге из углерода можно получить разные формы, в том числе и наноалмаз, а также «концентрический» углерод, в котором атому углерода создают оболочку вокруг ядра из наноалмаза.
Ученым также удалось существенно ускорить этот процесс путем добавления в изначальную смесь таких компонентов, как различные соединения фтора и прекурсора.
Так прошедшие ранее исследования показали, что за счет добавления фтора происходит более прочное слипание атомов углерода, что позволяет получать наноалмазы без создания огромного давления.
Как заявляют авторы исследования, их технология FJH позволит создавать новые формы углерода практически в промышленных масштабах, чего ранее добиться было крайне сложно.
Например, наноалмазы, которые достаточно востребованы в различных компонентах электроники, имеют достаточно сложный алгоритм получения, так как требуется отдельный процесс легирования. А метод FJH существенно упрощает их получение.
Крое этого, промышленностью потребляется довольно больше количество мелких алмазов в компонентах режущих инструментов, а также в роли электрических изоляторов.
А производство фторированной версии наноалмазов позволяет выполнить модификацию этих структур и даст недорогую и, главное, эффективную технологию.
Результатами проделанной работы ученые поделились на страницах интернет-портала ACS Nano.
Понравился материал? Тогда оцените его и не забудьте подписаться на канал.
Спасибо за ваше внимание!