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據(jù)外媒報(bào)道，科學(xué)家此前估計(jì)地球深處或有千萬(wàn)億噸鉆石。在科學(xué)應(yīng)用中，鉆石可用作堅(jiān)固的保護(hù)涂層和光學(xué)設(shè)備，但它在地球上的相對(duì)稀有性使其難以獲得。現(xiàn)在，北卡羅來(lái)納州立大學(xué)（NCSU）的研究人員已經(jīng)展示了一種將碳納米纖維和納米管轉(zhuǎn)化為鉆石纖維的新方法，這種方法可以比現(xiàn)有技術(shù)更容易在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行。
在自然界中，鉆石是在地球深處鍛造的，在那里碳受到高壓和高溫的影響，因此制造它們的人造方法需要類(lèi)似的條件才能發(fā)揮作用。并且涉及該過(guò)程的設(shè)備可能非常麻煩且耗能。相比之下，NCSU團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的新技術(shù)顯然可以在室溫和常壓下完成。首先，碳納米纖維被持續(xù)僅100納秒的激光脈沖擊中，立即將碳加熱到約3727°C（6740°F）并融化。 通常，熱量足以蒸發(fā)碳，這顯然不是理想的結(jié)果。為了阻止這種情況，該團(tuán)隊(duì)使用了藍(lán)寶石、玻璃或塑料聚合物基材，這足以限制熱流以防止相變。然后快速冷卻材料，使其結(jié)晶成鉆石。 這個(gè)過(guò)程可以創(chuàng)建用于電子甚至量子計(jì)算機(jī)的鉆石納米纖維，或者用碳納米纖維來(lái)獲得小鉆石。在后者的情況下，可以使用化學(xué)氣相沉積等更傳統(tǒng)的技術(shù)來(lái)制造更大的鉆石結(jié)構(gòu)。以這種方式創(chuàng)造的結(jié)構(gòu)可能最終成為增強(qiáng)工具或珠寶的涂層。 該研究發(fā)表在《Nanoscale》雜志上。 |
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