超高速激光脈沖在室溫下將碳納米纖維轉化為鉆石纖維

據外媒報道，科學家此前估計地球深處或有千萬億噸鉆石。在科學應用中，鉆石可用作堅固的保護涂層和光學設備，但它在地球上的相對稀有性使其難以獲得?，F在，北卡羅來納州立大學(NCSU)的研究人員已經展示了一種將碳納米纖維和納米管轉化為鉆石纖維的新方法，這種方法可以比現有技術更容易在實驗室中進行。

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似的條件才能發揮作用。并且涉及該過程的設備可能非常麻煩且耗能。相比之下，NCSU團隊開發的新技術顯然可以在室溫和常壓下完成。首先，碳納米纖維被持續僅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，熱量足以蒸發碳，這顯然不是理想的結果。為了阻止這種情況，該團隊使用了藍寶石、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，使其結晶成鉆石。

這個過程可以創建用于電子甚至量子計算機的鉆石納米纖維，或者用碳納米纖維來獲得小鉆石。在后者的情況下，可以使用化學氣相沉積等更傳統的技術來制造更大的鉆石結構。以這種方式創造的結構可能最終成為增強工具或珠寶的涂層。

該研究發表在《Nanoscale》雜志上。