Es wurde eine einfache Methode zur Herstellung flexibler Diamanten entwickelt. Kostenlose Neuigkeiten aus der technischen Bibliothek

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Entwickelte eine einfache Möglichkeit, flexible Diamanten zu erstellen

04.03.2022

Hart wie Diamant und flexibel wie Kunststoff könnten die begehrten Diamant-Nanofasern unsere Welt revolutionieren – wenn sie nicht so schwierig herzustellen wären. Wissenschaftler unter der Leitung von Samuel Dunning und Timothy Strobel von Carnegie haben eine ausgeklügelte Technik entwickelt, die die geordnete Bildung starker und dennoch flexibler Diamant-Nanofasern vorhersagt und steuert und so eine Reihe bestehender Probleme überwindet.

Diese Innovation wird es Wissenschaftlern erleichtern, Nanofasern zu synthetisieren, ein wichtiger Schritt für zukünftige Anwendungen des Materials.

Diamant-Nanofasern sind ultradünne eindimensionale Kohlenstoffketten, zehntausendmal dünner als ein menschliches Haar. Sie entstehen oft durch Zusammenpressen kleinerer Kohlenstoffringe, die dieselbe Art von Bindung bilden, die Diamanten zum härtesten Mineral auf unserem Planeten macht. Anstelle des dreidimensionalen Kohlenstoffgitters eines normalen Diamanten sind die Kanten dieser Stränge jedoch mit Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen „abgedeckt“, die die gesamte Struktur flexibel machen.

Da die Nanofasern diese Bindungen nur in einer Richtung haben, können sie sich auf eine Weise biegen und entspannen, wie es normale Diamanten nicht können. Wissenschaftler sagen voraus, dass die einzigartigen Eigenschaften von Kohlenstoffnanoröhren viele nützliche Anwendungen finden werden, von der Schaffung von Science-Fiction-Gerüsten für Weltraumaufzüge bis hin zur Herstellung ultrastarker Stoffe. Wissenschaftler hatten jedoch Schwierigkeiten, genügend Naniten zu erschaffen, um ihre angeblichen Superkräfte zu testen.

Dunnings Team entschied, dass die Zugabe von Stickstoff zum Ring anstelle von Kohlenstoff dazu beitragen würde, die Reaktion auf einen vorhersehbaren Weg zu lenken. Sie beschlossen, mit Pyridazin zu beginnen, einem Ring aus sechs Atomen, der aus vier Kohlenstoffatomen und zwei Stickstoffatomen besteht, und begannen mit der Arbeit an einem Computermodell.

Dunning modellierte zusammen mit Bo Chen vom Donostia International Physics Center und Li Zhu, einem Assistenzprofessor an der Rutgers and Carnegie University, das Verhalten von Pyridazinmolekülen bei hohem Druck. Als sie sahen, wie sich Bindungen bildeten, wussten sie, dass sie das erste Pyridazin-Diamant-Nanopartikel im Labor erfolgreich vorhergesagt und hergestellt hatten.

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