Yeni geliştirilen bir teknik sayesinde oda sıcaklığında ve atmosfer basıncında elmastan daha sert bir karbon türü olan Q-karbon üretildi. North Carolina Eyalet Üniversitesi’nden bilim insanları tarafından geliştirilen bu yeni katı karbon fazı, grafit ve elmastan farklı özelliklere sahip.
“Artık biz karbonun yeni bir fazını ürettik. Bu materyal doğal olarak belki bazı gezegenlerin çekirdeğinde var olabilir, ” diyor North Carolina Eyalet Üniversitesi’nden Prof. Jay Narayan.
Q-carbon’un bazı sıradışı özellikleri var. Diğer katı karbon formlarının aksine, Q-carbon ferromanyetik özelliğe sahip. “Biz bile böyle bir özelliğe sahip olacağını düşünmemiştik,” diyor Narayan. Ayrıca Q-karbon elmastan daha sert ve az bir enerji alımında parlamaya başlıyor.
“Q –carbon’un dayanıklığı ve düşük enerji gereksinimi nedeniyle elektronik görüntüleme teknolojilerinin geliştirilmesinde kullanılabilir”, Narayan.
Ya da Q-carbon çeşitli tek kristalli elmasların üretiminde kullanılabilir. Bunu anlamak için Q-carbonun nasıl işlendiğini anlamanız gerekiyor. Araştırmacılar safir,cam veya plastik polimer gibi substratlar kullanabilir. Sonrasında substrat amorf karbonla geliştirilerek, grafit veya elmasın aksine düzeni olmayan iyi tanımlanmış kristal yapılar içeriyor. Sonrasında karbona 200 nanosaniyelik tekli lazer atımları yapılıyor. Bu atım sırasında karbonun sıcaklığı 3,727 0C sıcaklığa çıkıyor ve hızla soğutuluyor. Bu operasyon 1 atm basınçta yapılıyor ki bu basınç deniz kenarındaki açık hava basıncına denk.
Son olarak oluşan Q-carbon filmi 20 ila 500 nm arasında kontrol edilebiliyor. Araştırmacılar farklı substratlar kullanarak ve lazerin süresini ayarlayabiliyor ya da soğuma süresini kontrol edebiliyor. “Bu sayede elmas nano iğneler veya mikro iğneler, nanodotlar veya büyük elmas filmler oluşturarak ilaç taşınımı, endüstriyel prosesler ve yüksek sıcaklık anahtarları,güç üniteleri üretebiliri”,diyor Narayan.
Tekli kristal yapısı sayesinde polikristal yapılardan çok daha güçlü bir yapı oluşturulabiliyor.
Araştırmacılar yeni keşfettikleri bu Q-carbon bileşikleri üzerinde daha fazla çalışma yaparak, yeni endüstriyel uygulamalar geliştirebilir.
Kaynak : http://phys.org/news/2015-11-phase-carbon-diamond-room-temperature.html
Araştırma Referansı :
“Novel Phase of Carbon, Ferromagnetism and Conversion into Diamond” Jagdish Narayan and Anagh Bhaumik, Published: Nov. 30, Journal of Applied Physics, DOI: 10.1063/1.4936595
Jagdish Narayan et al. Research Update: Direct conversion of amorphous carbon into diamond at ambient pressures and temperatures in air, APL Materials (2015). DOI: 10.1063/1.4932622
