تولید نانوذرات الماس در فشار اتمسفری و دمای محیط

محققان موفق شدند با استفاده از یک فرآیند بسیار ساده، نانوذرات الماس را در دمای اتاق و فشار اتمسفری ایجاد کنند.

پژوهشگران معتقدند که می‌توان نانوذرات الماس را به‌ صورت مستقیم از فاز گاز تولید کرد و نیاز به زیرلایه برای رشد این نانوساختارها نیست. محققان دانشگاه کیس وسترن ریزرو می‌گویند دیگر نیازی به ده‌ها تن فشار و گرمای آتشفشانی برای تولید الماس نیست، بلکه می‌توان با هزینه بسیار کم نانوذرات الماس تهیه کرد، این کار در دمای اتاق و فشار اتمسفری و روی میز آزمایشگاه قابل انجام است.

این یافته می‌تواند کاربردهای متعددی در صنعت داشته باشد، برای مثال می‌توان برای تولید پوشش‌دهی پلاستیک‌ها با پودرهای بسیار ریز از آن استفاده کرد تا در تولید قطعات الکترونیکی، ادوات رهایش دارویی و محصولات دیگر از آن استفاده کرد.

به نوشته سایت نانو، علاوه بر کاربردهای فوق‌الذکر، این کشف می‌تواند دیدگاه‌های تازه‌ای را در نحوه تشکیل جهان ‌هستی ایجاد کند؛ برای مثال می‌تواند درباره نحوه تشکیل نانوذرات الماس موجود در فضا و ستاره‌های دنباله‌دار توضیحاتی ارائه کند.

موهان سانکاران از محققان این پروژه می‌گوید: این یک فرآیند پیچیده نیست، اتانول در دمای اتاق و فشار اتمسفری تبخیر شده و به الماس تبدیل می‌شود. از یک سو ما گاز را از میان پلاسما عبور داده و از سوی دیگر به آن هیدروژن اضافه می‌کنیم که در نهایت نانوذرات الماس ایجاد می‌شود. این کار در یک آزمایشگاه به سادگی قابل انجام است.

در این فرآیند به گدازش پلاستیک نیازی نیست، در نتیجه برای استفاده در حوزه فناوری بالا بسیار مناسب است. الماس به‌ عنوان سخت‌ترین ماده طبیعت، دارای خواص نوری ویژه‌ای است و از هدایت گرمایی بالایی نیز برخوردار است. برخلاف دیگر آلوتروپ‌ کربن یعنی گرافیت، الماس یک نیمه‌هادی است و شباهت زیادی به سیلیکون دارد بنابراین برای استفاده در صنعت الکترونیک بسیار ایده‌آل است.

معمولا برای تولید الماس به دما و فشار بالا نیاز است اما در مقیاس نانو، انرژی سطحی موجب می‌شود تا الماس از گرافیت پایدارتر باشد. محققان این گروه به این نتیجه رسید‌ند که در صورت ایجاد هسته‌های بسیار کوچک، کمتراز پنج نانومتر، به جای گرافیت، الماس ایجاد می‌شود. برای این کار، پژوهشگران اتانول را به درون میکروپلاسما پمپ کرده که در اثر گرمای پلاسما اتم‌های کربن شکسته شده و ذرات دو تا سه نانومتری ایجاد می‌شود.

نتایج این پژوهش در نشریه Nature Communications به چاپ رسیده است.