【原创】研究人员发现新型碳，能在室温下生产钻石
这是一个集合了0.02、0.03和0.04克拉的钻戒钻石5.36克拉的总重量。信用：swamibu /维基百科来自北卡罗来纳州立大学的研究人员已经发现了一种新的固体碳叫做q-carbon，这不同于对石墨和金刚石的认识阶段。他们还开发了一个使用q-carbon在室温和空气中的大气压力下制作金刚石相关结构的技术。 他们是同一种材料下的不同形式。石墨是碳的固相之一；金刚石是另一种。 “我们现在创建了碳三分之一的固相，”Jay Narayan这样说，他是北卡罗来纳州材料科学与工程John C Fan 杰出讲座教授并且也是描述工作的三篇论文的主要作者。”唯一可以在自然界中找到的地方可能是在一些行星的核心。” q-carbon有一些不同寻常的特点。一方面，它是铁磁体的，而其他的固体形式的碳却不是。 “我们甚至不认为这是可能的，”Narayan说。 此外，q-carbon比钻石还要坚硬，并且暴露于低水平能量时会发光。 “q-carbon的强度和低功函数–释放电子–使它成为非常有前途的去开发新的电子显示技术，”Narayan说。 但q-carbon也可用于制成多种的单晶金刚石的物体。为了明白，你要理解的制作q-carbond的过程。 研究人员开始时用一个培养基，如蓝宝石，玻璃或塑料聚合物。然后，在培养基上涂上无定形碳--不像石墨或钻石的元素碳，没有规则的，定义良好的结晶结构。然后碳被单激光脉冲击打大约200纳秒。在这个脉冲中，碳的温度提高到4000开尔文（约3727摄氏度），然后快速冷却。这种操作发生在一个与周围空气的压力相同的大气中。 最终导致q-carbon成为一薄层，研究人员可以控制使薄膜与20纳米和500纳米厚的过程。
通过使用不同的培养基，改变激光脉冲的持续时间，研究人员还可以控制碳的冷却速度。通过改变冷却速度，他们能够用q-carbon创造金刚石结构。
“我们可以创造金刚石纳米针或微针点，或大面积金刚石薄膜，以应用于药物递送，工业过程和创造高温开关和电力电子技术，“Narayan说。”这些钻石的对象有一个单一的结晶结构，使它们比多晶材料更坚硬。它都是在室温和环境气氛下完成的，我们基本上是使用像用于激光眼手术的激光器。因此，这不仅使我们能够开发新的应用程序，而且这个过程本身是相对便宜的。”
而且，如果研究人员想把更多的q-carbon转换为钻石，他们可以简单地重复激光脉冲/冷却过程。
如果q-carbon比钻石更坚硬，为什么会有人想要使金刚石纳米点而不是q-carbon呢？因为我们还有很多要学习的新材料。“我们可以制做q-carbon电影，我们学习它的性质，但我们仍在了解如何操纵它的早期阶段，，“Narayan说。”我们知道很多关于钻石的知识，所以我们可以使金刚石纳米点。但我们还不知道如何使q-carbon纳米或微针。这是我们正在做的事情。”
北卡罗来纳州已经申请了q-carbon钻石创作手法两个临时专利。
这项工作是在两个论文中的描述，这两者都是由北卡罗来纳州Anagh Bhaumik博士共同撰写的。”
碳的新阶段，铁磁性和转换成钻石”将于11月30日在应用物理杂志在线发布。直接在环境压力和室温下将无定形碳变成钻石”已在10月7日发表在APL材料杂志上了。
原文链接：http://phys.org/news/2015-11-phase-carbon-diamond-room-temperature.html#nRlv
页:
[1]