تبدیل نانولوله کربنی به «الـیـاف الـماس» با تابش لیزر

تبدیل نانولوله کربنی به «الـیـاف الـماس» با تابش لیزر

به گزارش مهر به نقل از ستاد توسعه فناوری نانو، محققان دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی روش جدیدی ارائه کردند که با استفاده از آن می‌توان به‌صورت مستقیم الیاف کربنی و نانولوله‌های کربنی را به الیاف الماس تبدیل کرد. این کار با استفاده از لیزر پالسی انجام می‌شود.

در این پروژه محققان از پالس‌های نانوثانیه لیزر برای گداختن کربن استفاده کردند. این روش می‌تواند کاربردهای وسیعی در ساخت الیاف کربنی حاوی الماس داشته باشد. الیاف الماس در حوزه‌هایی نظیر حسگری، محاسبات با ادوات نانومقیاس و مخابرات استفاده می‌شود. همچنین می‌توان از این الیاف در ساخت نمایشگر نشر میدان و برس‌های الماس استفاده کرد.

پیش از این، از روش‌های مختلفی برای تبدیل کربن غیرالماسی به الماس استفاده می‌شد. این روش‌ها اثربخش نبوده چرا که نیازمند دما و فشار بالایی بودند که این کار منجر به افزایش هزینه و محدود شدن کارایی می‌شد.

جاگدیش نارایان و جان فان اساتید دپارتمان مهندسی و علم مواد دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی از محققان این پروژه هستند. نارایان می‌گوید: گداختن کربن با لیزر پالسی و سپس سرد کردن آن با یاقوت، شیشه یا پلاستیک، دو کشف مهم هستند. بدون سرد کردن شما نمی‌توانید کربن را به الماس تبدیل کنید.

این گروه تحقیقاتی دریافتند که برای ممانعت از تبخیر کربن نیاز به زیرلایه‌ای است که بتواند جریان گرما را محدود کند تا کربن دچار تغییر فاز نشود. علاوه‌بر این، گرمای لیزر تنها ۱۰۰ نانوثانیه می‌تواند کربن را به دمای ۴ هزار درجه کلوین، ۳۷۲۷ درجه سانتی‌گراد، برساند.

نتایج یافته‌های این گروه در قالب مقاله‌ای با عنوان Direct conversion of carbon nanofibers and nanotubes into diamond nanofibers and subsequent growth of large-size diamonds در نشریه Nanoscale به چاپ رسیده است.