Gli ingegneri hanno scoperto un nuovo metodo per la conversione quasi istantanea del carbonio in diamante o grafene
Un team di ricerca della Rice University ha creato un metodo completamente nuovo per convertire il carbonio da un'ampia varietà di fonti in forme piuttosto utili come il grafene e persino il diamante.
Il nuovo metodo utilizza un cosiddetto "flash" di elettricità, che riscalda il carbonio quasi istantaneamente e lo trasforma nella sua forma finale, che dipende direttamente dalla lunghezza del "flash".
Un nuovo metodo per produrre grafene e diamante
Il metodo utilizzato per produrre grafene e persino diamante è noto come Instant Joule Heating (FJH) ed è stato descritto per la prima volta da un team di scienziati nel gennaio 2020.
Quindi, secondo il metodo descritto, una corrente elettrica viene fatta passare attraverso materiali contenenti carbonio, riscaldandoli a una temperatura di 2727 gradi Celsius (4940 gradi Fahrenheit). Questo intenso riscaldamento converte il carbonio in scaglie di grafene tubolare incontaminate.
Nell'ultimo esperimento, il team di ricerca è andato oltre e ha migliorato questo processo e l'output ha ricevuto altri materiali.
Quindi inizialmente la lunghezza del "flash" era pari a 10 millisecondi, ma gli esperimenti con la modifica della lunghezza di questo flash nell'intervallo da 10 a 500 millisecondi hanno mostrato che come risultato dal carbonio si possono ottenere diverse forme, compresi i nanodiamanti, così come il carbonio "concentrico", in cui l'atomo di carbonio è avvolto attorno al nucleo da nanodiamante.
Gli scienziati sono anche riusciti ad accelerare significativamente questo processo aggiungendo componenti come vari composti del fluoro e un precursore alla miscela iniziale.
Pertanto, studi precedenti hanno dimostrato che a causa dell'aggiunta di fluoro, si verifica un'adesione più duratura degli atomi di carbonio, che consente di ottenere nanodiamanti senza creare un'enorme pressione.
Secondo gli autori dello studio, la loro tecnologia FJH consentirà la creazione di nuove forme di carbonio su scala quasi industriale, che in precedenza era estremamente difficile da ottenere.
Ad esempio, i nanodiamanti, che sono piuttosto richiesti in vari componenti dell'elettronica, hanno un algoritmo di produzione piuttosto complesso, poiché è richiesto un processo di lega separato. E il metodo FJH semplifica notevolmente il loro ottenimento.
Inoltre, l'industria consuma molti piccoli diamanti nei componenti degli utensili da taglio, nonché nel ruolo di isolanti elettrici.
E la produzione di una versione fluorurata dei nanodiamanti consente di modificare queste strutture e fornire una tecnologia economica e, soprattutto, efficiente.
Gli scienziati hanno condiviso i risultati del lavoro svolto sulle pagine del portale Internet di ACS Nano.
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