| 查看: 1672 | 回复: 4 | ||||
新手已上路木虫 (职业作家)
|
[交流]
科学家成功在常温常压下制取金刚石 已有3人参与
|
|
来自北卡罗莱纳州立大学的研究人员发现了固态碳的新相——Q-碳（Q-carbon），Q-碳与已知的石墨以及金刚石这两种相都不同。同时，他们也发展了一项利用Q-碳在室温以及环境大气压下制备金刚石相关结构的技术。 说来说去，“相”到底是啥意思呢？简而言之，“相”就是同种材料的不同形式，比如，石墨就是碳的一种固相，而金刚石则是另一种。 杰•纳拉杨（北卡罗莱纳州John C. Fan材料科学与工程的著名讲座教授、三份相关论文的首席作者）说道： “我们现在创造了碳的第三种相，在自然界中，它可能只存在于某些行星的核内。” 这种Q-碳有一些不同寻常的特性。一方面是它具有铁磁性——这是其他碳的固态形式所没有的。另外，Q-碳比金刚石还要坚硬，并且即使暴露在低能量下也能够发光。纳拉杨说： “Q-碳的强度以及低逸出功——它放出电子的能力——让它在用于开发新的电子显示技术方面显得潜力十足。” Q-碳还被用于制造各种单晶金刚石物质。要想知道它究竟是如何摇身一变成了金刚石的，你可得先了解制备Q-碳的过程。 研究人员先从基底入手，例如蓝宝石、玻璃或者是一个塑料聚合物，然后用无定形的碳（不像石墨或是金刚石，是没有一个常规、定义良好的晶体结构的元素碳）去覆盖这个基底。之后它被一束持续大约200纳秒的单激光脉冲轰击，在这过程中，它的温度上升至4，000开尔文（相当于大约3,727摄氏度）再被迅速冷却。这个操作在一个大气压下进行——就如同我们周围环境空气的气压。 最后得到的结果是一个Q-碳薄膜，而且研究者们能够控制这个过程，使得这个薄膜的厚度在20纳米到500纳米之间。通过使用不同的基底以及改变激光脉冲的持续时间，研究者们也能够控制这个碳以多快的速率进行冷却。改变碳的冷却速率，就能够以Q-碳制备金刚石结构。 “我们可以制造金刚石纳米针或者显微操作针、纳米点或者大面积金刚石薄膜——它们能在药物输送、工业生产以及制备高温开关和电力电子设备上得到应用。”纳拉杨说道，“这些金刚石物品具有单晶结构，这让它们比多晶物质坚硬，并且它们都能够在室温以及环境大气压下被制造，并且我们基本上只是使用像是被用于激光眼部手术那种强度的激光。所以，这不仅让我们能够发展新的应用，而且这个过程本身还是相对廉价的。” 如果研究者们想要将更多的Q-碳转化为金刚石，他们可以简单地通过重复激光冷却过程来达到。 那么，奇怪的是，如果Q-碳比金刚石还要坚硬，为啥我们要费劲去把它转换为金刚石纳米点而不是干脆使用Q-碳纳米点呢？这是因为，我们还需要对这种新材料有更多的了解。 “我们可以制备Q-碳薄膜，并且我们正在不断了解这个新材料的性质，但是我们仍处于理解操纵过程的早期阶段。”纳拉杨说道，“我们已经对金刚石有了很好的了解，所以我们能够使用金刚石纳米点，但我们对怎么制作Q-碳纳米点以及显微操作针的了解还不够——这也是我们正在努力的方向。” 北卡罗莱纳州已经对Q-碳以及金刚石制备技术提出了两个临时专利。 这项工作在两篇论文上进行了描述，已于10月7日在《应用物理快报-材料》（APL Materials）上刊登。 |
回复此楼» 收录本帖的淘帖专辑推荐
 金刚石以及相关帖子 |
» 猜你喜欢
40+中年人失业后，还能找到好工作吗？
已经有13人回复
-
用NBS溴化时溶剂除了CCl4外还有什么
已经有6人回复
-
申请科研项目纯靠实力能成功吗？
已经有11人回复
-
极限拉扯，如何抉择
已经有15人回复
-
二审4个多月了还是Awaiting Reviewer Scores
已经有4人回复
-
OpenAI又攻克数学难题了，离AI做有机合成还有多远？
已经有13人回复
-
课题组会帮你通过考核么？
已经有7人回复
-
售一区SCI文章T0P，我:8O.551.O54,科目全,可十急
已经有9人回复
-
售SCI一区T0P文章，我:8.O55.1.O.54,科目全,可十急
已经有8人回复
-
售SCI一区文章，我:8O5.5.1.O5.4,科目全,可伽急
已经有10人回复
» 本主题相关商家推荐: (我也要在这里推广)
» 本主题相关价值贴推荐，对您同样有帮助:
- 液态金属：一个全新工业的崛起
已经有15人回复
- 天大/河北工业大学室温常压下合成超细立方氮化硼方面取得重要进展
已经有8人回复
- 仿生产品不断涌现，纳米技术成为助推剂
已经有18人回复
- 基于有机材料的新储氢方法简单环保
已经有1人回复
- 我国学者利用太阳能在二氧化碳转化为碳氢化合物燃料方面取得重要进展
已经有19人回复
- 【转帖】三种生物燃料技术及其发展
已经有28人回复
2楼2015-12-02 17:28:40
lijunjie84
版主 (职业作家)
隐者
- FPI: 1
- 应助: 214 (大学生)
- 贵宾: 1.742
- 金币: 26911.5
- 散金: 1041
- 红花: 50
- 沙发: 25
- 帖子: 3967
- 在线: 5513.9小时
- 虫号: 723048
- 注册: 2009-03-15
- 性别: GG
- 专业: 无机合成和制备化学
- 管辖: 晶体
3楼2015-12-03 21:54:33
lijunjie84
版主 (职业作家)
隐者
- FPI: 1
- 应助: 214 (大学生)
- 贵宾: 1.742
- 金币: 26911.5
- 散金: 1041
- 红花: 50
- 沙发: 25
- 帖子: 3967
- 在线: 5513.9小时
- 虫号: 723048
- 注册: 2009-03-15
- 性别: GG
- 专业: 无机合成和制备化学
- 管辖: 晶体
4楼2015-12-03 21:59:31
bible2
版主 (职业作家)
- FPI: 1
- 应助: 545 (博士)
- 贵宾: 0.093
- 金币: 32075.7
- 散金: 1030
- 红花: 175
- 沙发: 1
- 帖子: 4801
- 在线: 2833.9小时
- 虫号: 265520
- 注册: 2006-07-15
- 专业: 无机非金属类光电信息与功
- 管辖: 无机非金属
5楼2015-12-04 09:53:52
10