萊斯大學(xué)研究人員開(kāi)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(kāi)發(fā)出一種方法，它可以將各種來(lái)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(lái)加熱碳并將其轉(zhuǎn)化為由閃光長(zhǎng)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(duì)于2020年1月首次描述了這一技術(shù)。 jqxeON  
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電流通過(guò)含碳材料然后將其加熱到2727°C(4940°F)，此時(shí)，碳被轉(zhuǎn)化為原始的渦輪層石墨烯薄片。 9n{tbabJ  
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現(xiàn)在，研究人員已經(jīng)改進(jìn)了這個(gè)過(guò)程來(lái)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(guò)將持續(xù)時(shí)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(gè)外殼。 'teToE<i  
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為了實(shí)現(xiàn)整個(gè)過(guò)程，有機(jī)氟化合物和前體在一開(kāi)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。 *Wk y#  
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該團(tuán)隊(duì)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(guò)單獨(dú)的摻雜過(guò)程。 Q4e*Z9YJ  
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這項(xiàng)研究的首席研究員James Tour表示：“在工業(yè)中，小鉆石長(zhǎng)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(rùn)滑劑添加劑，這種可能為這些地層提供廉價(jià)和快速的路徑�！� ?8[,0l:|  
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該團(tuán)隊(duì)表示，下一步將試驗(yàn)使用其他添加劑如硼、磷和氮。