制作高质量,均匀的纳米金刚石没有爆炸

Ultra-uniform弄明白——在药物输送等领域有着重要的应用,传感器和量子计算机处理器——已经没有诉诸爆炸。工作报告在美国化学学会的春天几乎和面对面的在圣地亚哥举行的新闻发布会上,我们。

越来越多的纳米金刚石的传统方法是通过引爆炸药三硝基甲苯在一个密封的不锈钢容器中。爆炸把爆炸材料中的碳变成钻石微粒。然而,这个爆粗,难以控制,它产生不均匀大小的钻石。

这一个极端暴力和不受控制的过程,这也意味着很多我们不想在钻石中最终出现在炸药的钻石,”解释道郝严项目的主要研究者,北德克萨斯大学在美国。”所以,你有很多的不受控制的缺陷和杂质,最后与一堆烟灰比你想象的钻石。从化学家的角度来看,我们希望开发一种方法更可控。

燕和他的团队意识到钻石形成地幔中有很多的铁碳化合物,包括碳化物和碳酸盐,钻石成长氧化碳化铁与铁反应。因此,他们设计了一个化学过程来模拟环境底下发现地球表面。

研究人员创建统一的碳化铁纳米颗粒,然后点在一个氧化铁矩阵。然后放置在高压和高温的环境中。创建非常均匀的纳米金刚石的化合物的反应,这是2 nm宽小于1 nm它们之间的差异。

这项技术也可以用于创建有益的单原子缺陷否则完美的晶体。事实上,这些材料可以更有用当他们有空缺钻石结构的缺陷如取代邻国碳原子与氮等元素。

这项工作最令人兴奋的一个方面是,它演示了控制钻石增长的可能性,燕解释道。这是一个材料,你不能在烧杯合成,因为它需要一个高温高压条件下的,他说。但我们这里显示的是,仍有空间的合理设计化学来指导我们在这个纳米材料的制造精度。

燕的团队所做的工作是在实验室规模,但是他说的条件将被用来制造这些纳米钻石宝石行业使用的类似。唯一的区别是使用的前兆。的规模这个反应,所有的基础设施确实已经在那里,“燕说。他已经在接触研究团队和工业合作伙伴试图证明他们已经开发出的方法可以扩大生产克甚至公斤数量的制服,高质量的纳米金刚石。

这是一个好主意使用金属碳化物合成纳米金刚石材料自然,平衡条件,”说彼得Pauzauskie材料科学与工程教授在美国华盛顿大学的他并没有参与这项研究。是特别有吸引力,如果作者的目标是涂料的金刚石材料磁点缺陷基于不同氧化态的铁。”不过,他指出,许多应用程序在量子遥感需要弄明白自由的包含核或电子自旋的缺陷,因此创建的材料需要后续处理去除铁原子从表面上看,类似于爆轰金刚石材料。

Pauzauskie还指出,他还不能从透射电子显微镜图像得出作者确实让钻石。那将是很棒的,如果他们可能包括电子衍射、x射线荧光、和/或电子能量损失谱检测第二差距在钻石的电子态密度~ 302 eV,”他说。“我见过一些论文声称合成金刚石,而事实上作者使金属纳米晶体(铜、铁、等),而不是金刚石。