Je to jako alchymie 21. století. Vezmete nanovlákna uhlíku a pomocí výkonné technologie z nich uděláte diamant. Rudolf II by jistě takovému výkonu zatleskal. Diamant je materiál výjimečných vlastností a zdaleka nenachází uplatnění jenom ve výrobě cenností. V moderních aplikacích se využívá třeba jako součást ochranného povrchu anebo v optických zařízeních. Jak ale jistě každý ví, diamant je na zemském povrchu vzácný a vůbec není snadné ho získat. Kvůli tomu jsou diamanty nesmírně drahé.
Nicméně, pokročilé nanotechnologie a lasery si s tím dovedou poradit. Výzkumný tým americké North Carolina State University (NCSU) nedávno vynalezl nový postup, s nímž je možné přeměnit uhlíková nanovlákna a nanotrubičky na diamantová vlákna. Tento postup je přitom snadnější, než dosavadní podobné technologie.
Přírodní diamanty vznikají ve výhni vysokých teplot a tlaků, kterým jsou v nitru Země vystaveny kousky uhlíku. Vzhledem k tomu by se dalo čekat, že umělá výroba diamantů bude vyžadovat podobné podmínky. A vybavení pro něco takového by potom mělo být patřičně monumentální, výkonné, a také drahé.
Nová technologie, kterou se svými kolegy vyvinul Jay Narayan, oproti tomu funguje za pokojové teploty i tlaku. Není to ale pochopitelně jen tak. Má to na svědomí laser, který pálí do uhlíkových nanovláken pulzy, trvající pouhých 100 nanosekund. Tyhle pulzy zahřejí nanovlákna na zhruba 3 730 stupňů Celsia a roztaví je.
Za normálních okolností by se uhlíkové nanovlákno při takovém žáru vypařilo. To ale pochopitelně nebylo účelem. Proto Narayan a spol. použili speciální substrát, který omezil přenos tepla natolik, že se uhlík nevypařil. Když pak roztavená nanovlákna prudce ochladili, tak jim zkrystalizovala do diamantu.
Podobným procesem by bylo možné vyrábět diamantová nanovlákna pro použití v elektronice, a také ve vyvíjených kvantových počítačích. Také by bylo možné posázet uhlíková nanovlákna nepatrnými diamanty. Takto vytvořené struktury by se pak mohly stát povlakem pro odolné nástroje nebo by se mohly uplatnit i ve šperkařství.
Video: 2014 North Carolina Award Winner for Science -- Dr. Jagdish (Jay) Narayan
Literatura
North Carolina State University 24. 1. 2019, Nanoscale online 2. 1. 2019.
První lidský enzym degradující nanotrubičky
Autor: Stanislav Mihulka (12.04.2010)
Čištění vody houbou z uhlíkových nanotrubiček
Autor: Stanislav Mihulka (30.01.2014)
Nový biomateriál z celulózních nanovláken prolomil rekord v pevnosti
Autor: Stanislav Mihulka (11.05.2018)
Diskuze:
