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カーボンファイバとナノチューブをダイヤモンドファイバに直接変換

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June, 11, 2019, Raleigh--ノースカロライナ州立大学(North Carolina State University)の研究は、パルスレーザ法を使い、環境温度と空気中の圧力で、カーボンファイバとナノチューブをダイヤモンドファイバに変換する新技術を実証した。
 その変換法は、ナノ秒レーザパルスを使いカーボンを溶かし、次にその材料を急冷する。
 このダイヤモンドファイバは、量子コンピューティング、センシング、通信から、ダイヤモンドブラシュや電界放出ディスプレイまでの広範な機能を有するナノスケールデバイスに用途がある。その方法は、ダイヤモンドシードカーボンファイバ作製にも使える。これは、熱フィラメント化学蒸着法やプラズマ化学気相成長法を使い、より大きなダイヤモンド構造を成長させるために使用できる。これらの大きなダイヤモンド構造は、石油やガス探査、深海掘削、ダイヤモンド宝石用のツールコーティングに用途がある。
 非ダイヤモンドカーボンをダイヤモンドに変えるために使われた以前の方法は、超高温と超高圧の利用に関与しており、生産高は限られていた。カーボンをレーザパルスで溶かし、それをサファイア、ガラスあるいはプラスチックポリマでできた基板で過冷却することは、発見への2つのカギである、とNC State材料科学・工学部のDr. Jagdish Narayanは話している。
 「過冷却なしでは、炭素をこのような方法でダイヤモンドに変換できない」とNarayanは話している。
 加熱するとき、カーボンは、通常は固体から気体に変わる。基板を使うことでレーザパルスからの熱の流れを制限する。カーボンは相転移しない。
 レーシック手術で使用されるものと同様に、そのレーザは、わずか100ns使用され、カーボンを4000K、約3727℃に加熱する。
 NC Stateは、この技術の特許使用許諾を申請した。

(詳細は、https://news.ncsu.edu/)