超硬材料網

       據外媒報道，萊斯大學的研究人員已經開發出一種方法，它可以將各種來源的碳直接轉化為有用的形式如金剛石或石墨烯。該技術利用電的“閃光”來加熱碳并將其轉化為由閃光長度決定的最終形式。該技術被稱為焦耳熱閃蒸技術(FJH)，該團隊于2020年1月首次描述了這一技術。

       電流通過含碳材料然后將其加熱到2727°C(4940°F)，此時，碳被轉化為原始的渦輪層石墨烯薄片。

       現在，研究人員已經改進了這個過程來制造其他材料。最初的閃光持續10毫秒，但研究小組發現，通過將持續時間改變為10到500毫秒，它們可以引導碳轉化為其他形式。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。

       為了實現整個過程，有機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。

       該團隊表示，新FJH工藝可以幫助生產這些新形式的散裝，這是傳統上很難做到的。這包括含氟納米鉆石，它在半導體等電子元件中更有用，但通常需要經過單獨的摻雜過程。

       這項研究的首席研究員James Tour表示：“在工業中，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構的途徑。石墨烯需求量很大，而含氟系列石墨烯是新批量生產的。同心殼結構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。”

       該團隊表示，下一步將試驗使用其他添加劑如硼、磷和氮。