Forskning från North Carolina State University har visat en ny teknik som omvandlar kolfibrer och nanorör till diamantfibrer vid omgivningstemperatur och tryck i luft med hjälp av en pulsad lasermetod.

Omvandlingsmetoden går ut på att smälta kolet med nanosekundlaserpulser och sedan släcka, eller snabbt kylande, Materialet.

Dessa diamantfibrer kan hitta användningsområden i enheter i nanoskala med funktioner som sträcker sig från kvantberäkning, avkänning och kommunikation till diamantborstar och fältutsläppsdisplayer. Metoden kan också användas för att skapa diamantfröade kolfibrer som kan användas för att odla större diamantstrukturer med hjälp av kemisk ångavsättning med varmfilament och plasmaförbättrade tekniker för kemisk ångavsättning. Dessa större diamantstrukturer skulle kunna användas som verktygsbeläggningar för olje- och gasprospektering samt djuphavsborrning, och för diamantsmycken.

Tidigare metoder som använts för att omvandla icke-diamantkol till diamant har inneburit att man använder extrem värme och tryck till stor kostnad med ett begränsat utbyte. Att smälta kolet med laserpulser och sedan underkyla det med ett substrat av safir, glas eller en plastpolymer är de två nycklarna till upptäckten, sa Dr Jagdish Narayan, John C. Fan Distinguished Chair Professor vid Institutionen för materialvetenskap och teknik vid NC State och motsvarande författare till en artikel som beskriver arbetet.

"Utan underkylning, du kan inte omvandla kol till diamant på detta sätt, " sa Narayan.

Vid uppvärmning, Kol går normalt från ett fast tillstånd till en gas. Att använda ett substrat begränsar värmeflödet från laserpulsen tillräckligt för att kolet inte ändrar faser.

Lasern, liknande de som används för Lasik ögonkirurgi, används i endast 100 nanosekunder och värmer upp kolet till en temperatur på 4, 000 Kelvin, ca 3, 727 grader Celsius.

Pappret, "Direkt omvandling av kolnanofibrer och nanorör till diamantnanofibrer och efterföljande tillväxt av stora diamanter, " publiceras i Nanoskala , en tidskrift från Royal Society of Chemistry.