บทนำสู่กระบวนการผลิตนาโนไดมอนด์และลักษณะเฉพาะของมัน

ในกระบวนการผลิต นาโนไดมอนด์ เช่นเดียวกับอนุภาคนาโนอื่นๆ สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท คือ แบบปุ่มขึ้นและแบบบนลงล่าง

ในบรรดานั้น เพชรนาโนที่ผลิตได้จากวิธีการระเบิดคือตัวแทนของปุ่มขึ้น ลักษณะของเพชรนาโนที่ผลิตได้จากวิธีการระเบิดนั้นจะกลมกว่าเพชรที่ผลิตได้จากวิธีการเจียร แต่ก็ไม่ได้เหลี่ยมมุมเท่ากับเพชรที่ผลิตได้จากวิธีการเจียร มันมีลักษณะเหมือนป๊อปคอร์นและมีพื้นผิวเป็นรูพรุนจึงมีพื้นที่ผิวเฉพาะขนาดใหญ่และสามารถใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ ได้มากมาย เช่น สารเติมแต่งน้ำมันหล่อลื่น อุปกรณ์ทางการแพทย์ หรือเป็นวัสดุขัดเงาระดับอังสตรอม
ในอดีตเพชรมักถูกมองว่าเป็นอัญมณีที่มีราคาแพง แต่ด้วยการพัฒนาทางเทคโนโลยี ตั้งแต่เพชรธรรมชาติไปจนถึงเพชรที่ผลิตในห้องทดลอง และแม้กระทั่งเพชรที่ผลิตเป็นจำนวนมากในระดับอุตสาหกรรมในปัจจุบัน ราคาก็ไม่แพงและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น

มีหลายวิธีในการสร้างนาโนไดมอนด์ แต่จากมุมมองของจุลภาค วิธีการทั้งหมดมาจากอุณหภูมิและแรงดันสูง

1. ไม่ว่าจะเป็นด้านบนสองด้านหรือด้านบนหกเหลี่ยม เครื่องอุณหภูมิสูงและแรงดันสูงที่ใช้จำลองธรณีวิทยาเบื้องล่าง

2. การสะสมเฟสไอ (CVD) โดยทั่วไป วิธี CVD จะใช้การชนกันด้วยความเร็วสูงระหว่างโมเลกุลมีเทนเพื่อแทนที่ไฮโดรเจนทั้งสี่ตัวที่อยู่ถัดจากคาร์บอนด้วยคาร์บอน แล้วจึงค่อยๆ เจริญเติบโตบนพื้นผิว ดังนั้นในแง่ของโครงสร้างจุลภาค การชนกันด้วยความเร็วสูงยังทำให้เกิดอุณหภูมิและแรงดันสูงเพื่อผลิตเพชรอีกด้วย

3. วิธีการระเบิด: วิธีการระเบิดคือการใช้ TNT หรือ NTX เพื่อระเบิดในพื้นที่จำกัด ระหว่างการระเบิด พื้นที่จะขาดออกซิเจน ทำให้กราไฟท์ในวัตถุระเบิดเปลี่ยนเป็นเพชร เมื่อถึงเวลานี้ แรงกดดันจะหายไปทันที แต่อุณหภูมิของการระเบิดยังคงสูงมาก ดังนั้นจึงต้องใช้หลากหลายวิธีในการทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วทันทีเพื่อป้องกันไม่ให้เพชรถูกเปลี่ยนเป็นกราไฟต์อีกเนื่องจากอุณหภูมิที่สูง

4. วิธีคลื่นโซนิค: การนำการสั่นสะเทือนเหนือเสียงมาใช้ในกระบวนการสะสมไอเคมี (CVD) เพื่อให้บรรลุ

ในบรรดาวิธีการผลิตทั้งหมดที่กล่าวข้างต้น ประสิทธิภาพการผลิตนาโนไดมอนด์ที่ได้จาก “วิธีการระเบิด” ถือว่าสูงที่สุด เพชรที่ผลิตได้โดยวิธีการระเบิดจะมีลักษณะเฉพาะคือนาโนเพชรที่ผลิตขึ้นใหม่จะถูกเคลือบด้วยคาร์บอน 40% (เนื่องจากเพชรจะถูกเปลี่ยนเป็นกราไฟต์เมื่อสูญเสียแรงดันที่อุณหภูมิสูง) ในเวลานี้ เราเรียกนาโนเพชรที่เพิ่งผลิตขึ้นใหม่และไม่ได้ผ่านการล้างด้วยกรดและด่างเข้มข้นว่า “ผงสีดำนาโนเพชร” เนื่องจากชั้นนี้ของพันธะคาร์บอนมีความแข็งแรงเป็นอย่างมาก พื้นผิวของนาโนไดมอนด์จึงมีกลุ่มฟังก์ชันเพิ่มมากขึ้น

ก่อนที่จะกำจัดภาระที่ไม่คาดคิดของกราไฟท์ออกไป นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่าชั้นผงสีดำนี้มีประโยชน์หลายอย่าง เช่น เป็นสารเติมแต่งยาง สารเติมแต่งน้ำมันหล่อลื่น เป็นต้น ผลของการใช้ผงสีดำนั้นดีกว่าการใช้ (ผงเถ้า) ที่ผ่านการแปรรูปเพื่อขจัดชั้นคาร์บอนออกไปมาก

ผงนาโนไดมอนด์เกรย์คืออะไร? เมื่อคาร์บอนบนชั้นนอกของผงสีดำถูกชะล้างด้วยกรดและด่างเข้มข้น สีของเพชรนาโนจะเปลี่ยนเป็นสีเทาดำ ขณะนี้เพชรนาโนสามารถประมวลผลสำหรับการจัดระดับขนาดอนุภาคได้ และความบริสุทธิ์ของเพชรสูงกว่า 99% ในเวลานี้เราเรียกผงนาโนไดมอนด์สีเทาว่า ผงนาโนไดมอนด์สีเทา ผงสีเทาส่วนใหญ่ใช้ในการบดและขัด และยังใช้เป็นตัวพาของนาโนเพชรบนเป้าหมายการบำบัดอีกด้วย

คราวหน้าหากคุณได้ยินเกี่ยวกับผงเพชรสีดำหรือผงสีเทา คุณจะรู้ถึงคำจำกัดความและความแตกต่างในการใช้งาน

หากคุณต้องการอ้างอิงภาพและข้อความของ HonWay โปรดระบุแหล่งที่มา และเคารพการสร้างสรรค์และผู้สร้าง