Onderzoek van de North Carolina State University heeft een nieuwe techniek aangetoond die koolstofvezels en nanobuisjes omzet in diamantvezels bij omgevingstemperatuur en luchtdruk met behulp van een gepulste lasermethode.

De conversiemethode omvat het smelten van de koolstof met behulp van laserpulsen van nanoseconden en vervolgens afschrikken, of snel afkoelen, het materiaal.

Deze diamantvezels kunnen worden gebruikt in apparaten op nanoschaal met functies variërend van kwantumcomputing, detectie en communicatie naar diamantborstels en veldemissiedisplays. De methode kan ook worden gebruikt om koolstofvezels met diamanten zaden te maken die kunnen worden gebruikt om grotere diamantstructuren te laten groeien met behulp van chemische dampafzetting met hete filamenten en plasma-versterkte chemische dampafzettingstechnieken. Deze grotere diamantstructuren zouden kunnen worden gebruikt als werktuigcoatings voor olie- en gasexploratie en diepzeeboringen, en voor diamanten juwelen.

Eerdere methoden die werden gebruikt om niet-diamantkoolstof om te zetten in diamant waren het gebruik van extreme hitte en druk tegen hoge kosten met een beperkte opbrengst. De koolstof smelten met laserpulsen en vervolgens onderkoelen met een substraat van saffier, glas of een plastic polymeer zijn de twee sleutels tot de ontdekking, zei Dr. Jagdish Narayan, John C. Fan Distinguished Chair Professor in de afdeling Materials Science and Engineering bij NC State en corresponderende auteur van een paper waarin het werk wordt beschreven.

"Zonder onderkoeling, je kunt koolstof op deze manier niet in diamant omzetten, ' zei Narayan.

Bij verhitting, koolstof gaat normaal gesproken van een vaste toestand naar een gas. Het gebruik van een substraat beperkt de warmtestroom van de laserpuls voldoende zodat de koolstof niet van fase verandert.

de laser, vergelijkbaar met die gebruikt voor Lasik oogchirurgie, wordt slechts 100 nanoseconden gebruikt en verwarmt de koolstof tot een temperatuur van 4, 000 Kelvin, ongeveer 3, 727 graden Celsius.

De krant, "Directe omzetting van koolstof nanovezels en nanobuisjes in diamant nanovezels en daaropvolgende groei van grote diamanten, " is gepubliceerd in nanoschaal , een tijdschrift van de Royal Society of Chemistry.