萊斯大學(xué)研究人員開發(fā)出一種將碳轉(zhuǎn)化為石墨烯或金剛石的新方法

萊斯大學(xué)的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種方法，它可以將各種來源的碳直接轉(zhuǎn)化為有用的形式如石墨烯或金剛石。該技術(shù)利用電的“閃光”來加熱碳并將其轉(zhuǎn)化為由閃光長度決定的最終形式。該技術(shù)被稱為焦耳熱閃蒸技術(shù)(FJH)，該團(tuán)隊于2020年1月首次描述了這一技術(shù)。 !
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電流通過含碳材料然后將其加熱到2727°C(4940°F)，此時，碳被轉(zhuǎn)化為原始的渦輪層石墨烯薄片。 N'PK4:  
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現(xiàn)在，研究人員已經(jīng)改進(jìn)了這個過程來制造其他材料。最初的閃光持續(xù)10毫秒，但研究小組發(fā)現(xiàn)，通過將持續(xù)時間改變?yōu)?0到500毫秒，它們可以引導(dǎo)碳轉(zhuǎn)化為其他形式。這包括納米金剛石和“同心碳”，即碳原子在納米金剛石核心周圍形成一個外殼。 :UX8^+bfZ  
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為了實(shí)現(xiàn)整個過程，有機(jī)氟化合物和前體在一開始就被添加到了混合物中。先前的研究表明，氟有助于讓碳原子更緊密地結(jié)合在一起，并使得納米鉆石可以在較溫和的條件下制造--通常需要非常高的壓力。 ><$V:nsEO  
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該團(tuán)隊表示，新FJH工藝可以幫助生產(chǎn)這些新形式的散裝，這是傳統(tǒng)上很難做到的。這包括含氟納米鉆石，它在半導(dǎo)體等電子元件中更有用，但通常需要經(jīng)過單獨(dú)的摻雜過程。 o?
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這項研究的首席研究員James Tour表示：“在工業(yè)中，小鉆石長期用于切割工具和電絕緣體。這里的氟化版本提供了改變這些結(jié)構(gòu)的途徑。石墨烯需求量很大，而含氟系列石墨烯是新批量生產(chǎn)的。同心殼結(jié)構(gòu)被用作潤滑劑添加劑，這種可能為這些地層提供廉價和快速的路徑�！� Zad>iw}  
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該團(tuán)隊表示，下一步將試驗(yàn)使用其他添加劑如硼、磷和氮。