新方法允许将碳纤维和纳米管直接转化为金刚石纤维
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北卡罗莱纳州立大学的研究展示了一种新技术，利用脉冲激光的方法，在环境温度和空气压力下将碳纤维和纳米管转化为金刚石纤维。
转换方法包括使用纳秒激光脉冲熔化碳，然后淬火或快速冷却材料。
这些金刚石纤维可以用于纳米级设备，其功能包括量子计算、传感和通信、金刚石刷和场发射显示等。该方法还可用于制造含金刚石的碳纤维，该碳纤维可用于使用热丝化学气相沉积和等离子体增强化学气相沉积技术生长更大的金刚石结构。这些较大的金刚石结构可以作为石油和天然气勘探、深海钻探和钻石首饰的工具涂层。
以前将非金刚石碳转化为金刚石的方法包括使用极端高温和高压，耗费巨大，但产量有限。融化的碳激光脉冲,然后用蓝宝石衬底的过冷,玻璃或塑料聚合物是两个关键的发现,贾格迪什纳博士说,约翰·c·范杰出的椅子上材料科学与工程系教授数控状态和相应的作者的一篇论文描述了工作。
“没有过冷，你就不能以这种方式将碳转化为钻石，”纳拉扬说。
当被加热时，碳通常从固态变成气态。使用衬底限制来自激光脉冲的热流，足以使碳不改变相。
这种激光类似于用于激光眼科手术的激光，仅使用100纳秒，就能将碳加热到4000开尔文(约3727摄氏度)。
北卡罗莱纳州已经申请了一项专利授权技术。
纸”,碳纳米纤维和纳米管直接转化为金刚石纳米纤维和随后的大尺寸金刚石生长，发表在纳米级，英国皇家化学学会的期刊。这篇论文由纳拉扬实验室的研究助理Anagh Bhaumik合著;俄克拉何马州立大学(Oklahoma State University)助理教授、纳拉扬实验室(Narayan lab)前研究员Ritesh Sachan博士;Ariful Haque和Siddarth Gupta，实验室的研究生;以及纳拉扬实验室的研究科学家普纳姆·潘特(Punam Pant)博士。该研究得到了美国国家科学基金会(National Science Foundation)的支持，资助号为DMR 1735695。
编辑:论文标题和摘要如下。
碳纳米纤维和纳米管直接转化为金刚石纳米纤维及随后的大尺寸金刚石生长
作者: Jagdish Narayan, Anagh Bhaumik, Ariful Haque, Siddarth Gupta, Punam Pant，北卡罗来纳州立大学;Ritesh Sachan，俄克拉荷马州立大学
发表: 1月2日,纳米级
DOI: 10:1039 / C8NR08823C
文摘:本文报道了一种脉冲激光退火方法，在室温和大气压下将碳纤维和纳米管转化为金刚石纤维。将碳纳米纤维和纳米管转化为金刚石纳米纤维需要使用纳秒激光脉冲在超过冷状态下熔化，然后迅速淬火转化为相纯金刚石。转换过程在环境温度和压力下进行，可以在空气中进行。通过透射电子显微镜中的选择区电子衍射和高分辨率扫描电子显微镜中的电子背散射衍射证实了金刚石纤维的结构，均显示出金刚石结构的特征衍射线。拉曼光谱和高分辨率电子能谱分析表明，在1332 cm−1附近有一个强峰，而在透射电子显微镜下，σ*为sp3键的特征峰为292 eV, sp2键的特征峰为π*。由于纳米金刚石中的声子约束，金刚石纳米纤维在1332 cm−1处的拉曼峰降为1321 cm−1。利用标准热丝化学气相沉积法(HFCVD)，这些经过激光处理的带有金刚石种子的碳纤维可以进一步生长更大的金刚石微晶。并与未经激光处理的结果进行了比较。本文详细介绍了金刚石转化和HFCVD生长过程。
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