ساخت نانوالماس در فشار پایین با اشعه الکترونی

دانشمندان ژاپنی موفق شده‌اند نانوالماس‌هایی بی‌نقص را بدون نیاز به فشار و دمای بالا، تنها با استفاده از اشعه الکترونی تولید کنند؛ کشفی که می‌تواند مسیر تازه‌ای برای فناوری‌های کوانتومی، لیتوگرافی و تصویربرداری هموار کند.

کد خبر: ۱۳۲۷۲۳۶

تاریخ: ۱۷ شهريور ۱۴۰۴ - ۰۹:۵۲

به گزارش سرویس علم و فناوری تابناک، به نقل از اینترستینگ انجینیرینگ، تیمی از پژوهشگران ژاپنی به رهبری دکتر ایچی ناکامورا موفق به توسعه روشی نوین برای تولید نانوالماس در فشار پایین شدند؛ دستاوردی که می‌تواند صنایع پیشرفته را دگرگون کند.

در این روش خلاقانه، به‌ جای استفاده از شرایط سخت زیرزمینی یا تجهیزات پرهزینه‌ای که در فرایندهای مرسوم تولید الماس به کار می‌رود، از اشعه الکترونی و یک مولکول خاص به نام آدامانتان استفاده شد. آدامانتان، یک هیدروکربن قفسی‌شکل با ساختار چهاروجهی مشابه الماس است، اما با اتم‌های هیدروژن پوشیده شده است.

تبدیل مولکول به الماس با برخورد الکترونی

با تابش کنترل‌شده‌ی اشعه الکترونی درون میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، پیوندهای کربن-هیدروژن در آدامانتان شکسته شد و اتم‌های کربن به‌تدریج شروع به تشکیل ساختار الماسی کردند. برخلاف باور رایج که اشعه الکترونی مولکول‌های آلی را نابود می‌کند، در این آزمایش دقیقاً از همین ویژگی برای بازآرایی ساختار مولکولی استفاده شد.

نتیجه این فرایند، تولید نانوالماس‌هایی با قطر حداکثر ۱۰ نانومتر بود؛ آن هم بدون اعمال فشار یا دمای بالا. طی این فرآیند، گاز هیدروژن نیز به‌عنوان محصول جانبی آزاد شد.

کاربردهای آینده: از کوانتوم تا نانوپزشکی

این دستاورد، تنها گامی در علم مواد نیست. نانوالماس‌ها به‌دلیل ویژگی‌های منحصر‌به‌فرد نوری، حرارتی و ساختاری خود، نقشی کلیدی در فناوری‌های آینده ایفا خواهند کرد. از حسگرهای کوانتومی گرفته تا مهندسی سطح، نانوالکترونیک، تصویربرداری پزشکی و لیتوگرافی نانومقیاس، همگی می‌توانند از این فناوری بهره‌مند شوند.

ساخت نانوالماس با اشعه الکترونی، نه‌تنها از نظر علمی یک موفقیت بزرگ است، بلکه می‌تواند دروازه‌ای به‌سوی نسل جدیدی از مواد پیشرفته و فناوری‌های دقیق باز کند. جهان علم، بی‌صبرانه منتظر بسط این روش در مقیاس صنعتی و کاربردی است.