ライス大学の研究者は、さまざまな供給源からの炭素をグラフェンやダイヤモンドなどの有用な形に直接変換する方法を開発しました。 この技術は、電気の「フラッシュ」を使用して炭素を加熱し、フラッシュの長さによって決定される最終的な形に変換します。

この手法は、 フラッシュジュール加熱 （FJH）、そしてチームは2020年2,727月にそれを最初に説明しました。電流が炭素含有材料を通過し、それらを約4,940°C（XNUMX°F）に加熱し、炭素を元のターボストラティックグラフェンフレークに変換します。

現在、研究者たちは他の材料を作成するためのプロセスを改良しました。 元のフラッシュは10ミリ秒続きましたが、チームは、持続時間を10〜500ミリ秒の間で変更することにより、カーボンを他の形式に変換するように導くこともできることを発見しました。 これには、ナノダイヤモンドと、炭素原子がナノダイヤモンドコアの周りにシェルを形成する「同心炭素」が含まれます。

ツアーグループ

プロセスを支援するために、有機フッ素化合物と前駆体が最初に混合物に追加されます。 以前の研究 フッ素は炭素原子がより強くくっつくのを助け、ナノダイヤモンドがより穏やかな条件下で作られることを可能にすることを示しました–通常それは非常に高い圧力を必要とします。

チームは、新しいFJHプロセスは、これらの新しいフォームをまとめて作成するのに役立つ可能性があると述べています。これは、従来は難しい作業です。 これには、半導体などの電子部品でより有用であるが、通常は別個のドーピングプロセスを経る必要があるフッ素化ナノダイヤモンドが含まれます。

「業界では、切削工具や電気絶縁体として小さなダイヤモンドが長年使用されてきました」と、この研究の主任研究員であるジェームズツアーは述べています。 「ここでのフッ素化バージョンは、これらの構造の変更へのルートを提供します。 また、グラフェンの需要は大きく、フッ素化ファミリーはここで新たにバルク形態で生産されています。 同心殻構造は潤滑油添加剤として使用されており、このフラッシュ法はこれらの地層への安価で迅速なルートを提供する可能性があります。」

チームによると、次のステップは、ホウ素、リン、窒素などの他の添加剤を使って実験することです。

研究は雑誌に掲載されました ACSナノ.

情報源： ライス大学

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出典：https：//newatlas.com/materials/carbon-graphene-diamond-flash-joule-heating/