З "пластівців" в діамант: розроблений метод швидкого перетворення вуглецю в графен або алмаз

Вчені з Університету Райса створили фторовані наноалмази, які зроблять електроніку якіснішою.

Дослідники з Університету Райса розробили спосіб перетворювати вуглець в графен або алмаз. У цій техніці використовується "спалах" електрики, щоб нагріти вуглець і надати йому нову "форму".

Про це повідомляє видання ACS Nano .

Метод, застосований вченими, відомий як імпульсний джоулевий нагрів. Його дослідники вперше описали в січні 2020 року. Працює все наступним чином: електричний струм пропускається через вуглецевмісні матеріали, нагріваючи їх приблизно до 2727°C, що перетворює вуглець в турбостратні графенові "пластівці".

Тепер дослідники вдосконалили процес, щоб отримати можливість створювати різні матеріали на основі графенових "пластівців". Спочатку були задіяні спалахи тривалістю 10 мілісекунд, але команда виявила, що змінюючи тривалість спалахів від 10 до 500 мілісекунд, вуглець набуває інших властивостей. Так, вони отримали наноалмази і концентричний вуглець, в якому атоми вуглецю утворюють оболонку навколо ядра наноалмазів.

Щоб прискорити процес, вчені додали органічні сполуки фтору. Попередні дослідження показали, що фтор допомагає атомам вуглецю міцніше зчіплюватися, що дозволяє виробляти наноалмази у сприятливіших умовах — зазвичай для цього потрібен дуже високий тиск.

Команда каже, що вдосконалений метод імпульсного джоулевого нагріву дасть можливість виробляти графен і алмази у великих кількостях, що раніше було складно зробити. Варто зазначити, що фторовані наноалмази використовуються у напівпровідниках. Тепер їх "видобуток" буде прискорений і масштабований, а також здешевлений.

"У промисловості дрібні алмази давно використовуються в ріжучих інструментах і як електричні ізолятори", — говорить Джеймс Тур, провідний дослідник. "Їх фторована версія дає можливість модифікувати електроніку. І є великий попит на графен".

Вчені говорять, що наступними кроками будуть експерименти з використанням інших добавок, таких як бор, фосфор і азот.

Раніше ми повідомляли про те, що дослідники створили графенову камеру, здатну зняти людини "на клітинному рівні". Пристрій може допомогти в діагностиці захворювань серця і головного мозку, а також при тестуванні ліків.