1. คุณสมบัติของนาโนไดมอนด์
เพชรเป็นสารที่มีความแข็งที่สุดบนโลก และยังเป็นเพชรที่ล้ำค่าที่สุดอีกด้วย ในบรรดาวัสดุธรรมชาติและสังเคราะห์ทั้งหมด เพชรเป็นวัสดุที่มีความแข็งและความสามารถในการนำความร้อนสูงสุด มีช่วงตอบสนองความถี่ในการส่งผ่านแสงที่กว้างที่สุด ดัชนีการหักเหของแสงสูงสุด มีความทนทานต่อการสึกหรอดีที่สุด และมีคุณสมบัติทางเสียงที่ดีที่สุด ทนทานต่อรังสี และทนต่อการกัดกร่อนที่ดีที่สุด อาจกล่าวได้ว่าเพชรคือวัสดุที่มีฟังก์ชันการทำงานที่สมบูรณ์แบบที่สุดในโลกแห่งวัตถุจนถึงขณะนี้ เนื่องจากผงเพชรมีศักยภาพในการนำไปใช้งานในด้านการทหารและเศรษฐกิจระดับชาติ เทคโนโลยีการเตรียมผงเพชรจึงได้รับความสนใจมากขึ้นเรื่อยๆ
นาโนไดมอนด์คือวัสดุทรงกลมในระดับนาโนที่สังเคราะห์ขึ้นได้ทันทีโดยการระเบิด TNT และ RDX ที่ความดันสูง (200,000 บรรยากาศ) และอุณหภูมิสูง (3000K) มีคุณสมบัติสองประการของอนุภาคระดับนาโนและวัสดุที่มีความแข็งเป็นพิเศษ และเป็นหน่วยโครงสร้างระดับนาโนที่มีคุณสมบัติทางเทอร์โมไดนามิกที่เสถียรที่สุด สามารถเพิ่มเข้าไปในสารหลายชนิดเพื่อให้คงอยู่ได้อย่างเสถียร และเปลี่ยนคุณสมบัติของสารเดิมเพื่อสร้างนาโนวัสดุใหม่ นาโนไดมอนด์คือผงเพชรที่ดีที่สุดที่ได้จากวิธีการปัจจุบันทั้งหมด ผงเพชรชนิดนี้ไม่มีอยู่ในธรรมชาติ ต้องสังเคราะห์ได้โดยวิธีการเทียมเท่านั้น มีความแข็งและทนต่อการกัดกร่อนที่ไม่มีใครเทียบได้ ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากเม็ดละเอียดของพวกมัน (ขนาดอนุภาคที่เล็กที่สุดอาจเป็น 10 นาโนเมตร ซึ่ง 1 นาโนเมตรเท่ากับหนึ่งในพันล้านของเมตร) และพื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่ พวกมันจึงมีกิจกรรมทางกายภาพและการดูดซับในระดับจุลภาคสูง หลังจากแก้ปัญหาการประกอบระดับนาโนแล้ว พวกเขาสามารถขจัดปัญหาความตึงของส่วนต่อประสานและแก้ปัญหาการรวมกลุ่มได้อย่างสมบูรณ์ เหมาะสำหรับการใช้งานในด้านการป้องกันการสึกหรอและลดแรงเสียดทาน รวมไปถึงการปรับเปลี่ยนและปรับปรุงวัสดุคอมโพสิต
2. สถานะปัจจุบันของการพัฒนานาโนไดมอนด์ในและต่างประเทศ
การผลิตนาโนเพชรทำได้โดยวิธีการระเบิดกราไฟต์ เทคโนโลยีการบดและการบดแบบดั้งเดิมสามารถแปรรูปผงเพชรได้เพียงขนาด 200 นาโนเมตรเท่านั้น ซึ่งไม่สามารถกลายเป็นหน่วยโครงสร้างในระดับนาโนได้ วิธีการนี้ใช้งานง่าย ประเทศของฉันเริ่มต้นในการพัฒนาเทคโนโลยีและการใช้งานนาโนไดมอนด์สังเคราะห์แบบระเบิดในระยะเริ่มต้น และได้พัฒนาผลิตภัณฑ์ต่างๆ มากมายที่อยู่ในระดับขั้นสูงระดับนานาชาติ
1. การป้องกันประเทศ
(1) มีอัตราการส่งและการดูดซับคลื่นเรดาร์ อินฟราเรด และอัลตราไวโอเลตที่สูง เมื่อนำมาใช้กับเครื่องบิน รถถัง ขีปนาวุธ และเรือรบ จะมองไม่เห็นและป้องกันการกัดกร่อนได้
(2) การเติมนาโนเพชรลงในวัตถุระเบิดสามารถเพิ่มพลังระเบิดของวัตถุระเบิดได้อย่างมาก
(3) นาโนไดมอนด์สามารถชุบด้วยไฟฟ้าบนเกราะป้องกันของยานเกราะและรถถัง รวมไปถึงลำกล้องปืนและลำกล้องปืนใหญ่
(4) การเติมนาโนไดมอนด์ลงในเส้นใยผ้าสามารถผลิตผ้าที่ทนทานต่อการสึกหรอ ทำความสะอาดตัวเองได้ ทนต่อรังสี UV และมองไม่เห็น
2. วัสดุหล่อลื่น
อนุภาคนาโนเพชรที่ผ่านการบำบัดด้วยเทคโนโลยีนาโนแอสเซมบลีสามารถขจัดแรงตึงของส่วนต่อประสานได้อย่างสมบูรณ์ ทำให้อนุภาคเหล่านี้ถูกแขวนลอยอย่างสม่ำเสมอและมีเสถียรภาพทางอุณหพลศาสตร์ในน้ำมันหล่อลื่น ซึ่งเทียบเท่ากับการวางลูกปัดลูกปืนนับร้อยล้านเม็ดลงในน้ำมันหล่อลื่น ในระหว่างการทำงาน ฟิล์มโครงสร้างลูกปืนทรงกลมเพชรที่ไม่เคยสึกหรอจะถูกสร้างขึ้นระหว่างกระบอกสูบและลูกสูบ โดยเปลี่ยนแรงเสียดทานแบบเลื่อนเป็นแรงเสียดทานแบบกลิ้ง มันยังสามารถเติมร่องที่มีการสึกหรอหรือหยาบซึ่งจะช่วยยืดอายุการใช้งานของเครื่องยนต์ได้เป็นอย่างมาก
3. เครื่องจักร
(1) เตรียมนิกเกิล โครเมียม ทองแดง สังกะสี โคบอลต์-ฟอสฟอรัส และสารละลายชุบไฟฟ้าแบบคอมโพสิตอื่นๆ ที่มีเพชรนาโน และทำการชุบไฟฟ้าแบบคอมโพสิตบนเครื่องมือตัดต่างๆ แม่พิมพ์เจาะและอัด เฟือง เพลา กระบอกสูบ ปลอกกระบอกสูบ หัวฉีด ฯลฯ ซึ่งสามารถเพิ่มความต้านทานการสึกหรอได้ 2-4 เท่า และความแข็งระดับจุลภาคได้ 1-4 เท่า
(2) สามารถใช้นาโนไดมอนด์และอนุภาคโลหะชนิดอื่นๆ ร่วมกันเพื่อเตรียมโลหะคอมโพสิตที่มีความแข็งแรงสูง ทนทานต่อการสึกหรอสูงในสภาพแวดล้อมไฮโดรเจน ซึ่งสามารถใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตกระบอกสูบเครื่องยนต์ ลูกสูบ และดอกสว่านน้ำมัน
4. อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
(1) วัสดุเซมิคอนดักเตอร์นาโนเพชรสามารถทำได้โดยวิธีการระเบิด พวกมันมีแบนด์แก็ปกว้างและความคล่องตัวของอิเล็กตรอนและโฮลสูง แบนด์แก๊ปกว้างถึง 5.5 eV ซึ่งสูงกว่าวัสดุซิลิกอนเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้กันทั่วไปถึง 5 เท่า ความคล่องตัวของรูมีมากกว่าซิลิกอน 4 เท่า และความเร็วการทำงานของวงจรก็ได้รับการปรับปรุงอย่างมาก เนื่องจากพาหะที่เกิดจากรังสีนั้นไม่สะสมง่ายบนเซมิคอนดักเตอร์เพชร จึงไม่ส่งผลกระทบต่อคุณลักษณะของอุปกรณ์ จึงถือเป็นวัสดุที่เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่มีความน่าเชื่อถือสูงและทนต่อรังสี
(2) การเจือปนโบรอนและอลูมิเนียมลงในนาโนไดมอนด์ทำให้ความต้านทานลดลงจาก 7.7*107 โอห์ม-ซม. เหลือ 0.1-2 โอห์ม-ซม. ซึ่งได้ขยายแนวทางสำหรับการเตรียมวัสดุเซมิคอนดักเตอร์นาโนไดมอนด์และวัสดุอิเล็กโทรด
(3) มีเอฟเฟกต์การแผ่สนามแคโทดเย็นที่ยอดเยี่ยมและเป็นวัสดุจอภาพแผงแบนบางเฉียบที่มีความละเอียดสูง ใช้พลังงานต่ำ และมีมุมมองกว้าง ซึ่งสามารถทดแทนคริสตัลเหลวได้
(4) การสร้างฟิล์มนาโนไดมอนด์สามารถใช้เป็นฟิล์มป้องกันขั้นสูงสำหรับวงจรรวม ดิสก์ หัวแม่เหล็ก ฯลฯ
5.วัสดุลามิเนต
มีกลุ่มฟังก์ชันมากมาย เช่น คาร์บอกซิล ไฮดรอกซิล และคาร์บอนิล บนพื้นผิวของนาโนเพชร ซึ่งสามารถยึดติดแน่นกับพื้นผิวของโลหะ ยาง โพลิเมอร์พลาสติก และผ้าได้อย่างง่ายดาย การเติมนาโนไดมอนด์จำนวนเล็กน้อยสามารถช่วยให้เพชรมีสมบัติพิเศษ ทนทานต่อการสึกหรอ และทนต่อการกัดกร่อน
(1) การแขวนลอยนาโนไดมอนด์จำนวนเล็กน้อยในสีรถและฉีดพ่นบนพื้นผิวของรถสามารถทำให้สีรถทนต่อรอยขีดข่วน ทนต่อรังสี UV ไม่ดูดซับ และทำความสะอาดตัวเองได้ จึงทำให้สีรถมีความสม่ำเสมอ แข็งแรง และทนต่อสภาพอากาศมากขึ้น เมื่อนำมาใช้บนเรือสามารถต้านทานการกัดกร่อนจากน้ำทะเลได้
(2) การเติมนาโนเพชรลงในยางและโพลีเมอร์สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของมันได้อย่างมาก สามารถปรับปรุงความต้านทานการแตกของยางได้ (จาก 53Mpa เป็น 154Mpa) เพิ่มความยืดหยุ่นของผลิตภัณฑ์ยางเป็น 2 เท่า และเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอเป็น 2-2.5 เท่า การเติมลงในยางฟลูออโรเพื่อผลิตชิ้นส่วนยางสำหรับเครื่องยนต์ และการเติมลงในยางที่มีฟลูออรีนเป็นส่วนประกอบเพื่อทำแหวนปิดผนึก จะช่วยปรับปรุงความยืดหยุ่นที่อุณหภูมิต่ำได้อย่างมาก การเติมลงในโพลิเมอร์ที่ทำจากเรซินอีพอกซีจะช่วยเพิ่มความแข็งแรงของการเชื่อมต่อได้ 2-2.5 เท่า
(3) การเติมผงนาโนเพชรปริมาณเล็กน้อยเพื่อผลิตผลิตภัณฑ์เซรามิกคอมโพสิตสามารถเพิ่มความเหนียว ลดความเปราะ และทนต่อการสึกหรอได้ดีขึ้น
6. วัสดุทางการแพทย์
สารเคลือบเพชรระดับนาโนบนพื้นผิวของฟัน ขากรรไกร ข้อต่อขา ฯลฯ มีคุณสมบัติเข้ากันได้ทางชีวภาพและทนต่อการสึกหรอได้ดี และมีการใช้งานหลากหลายในทางชีวการแพทย์
7. อื่นๆ
(1) ผงนาโนเพชรสามารถใช้เตรียมน้ำยาขัดละเอียดและยาขัดเงา ซึ่งสามารถใช้สำหรับขัดเครื่องประดับทับทิม ไพลิน หยก และเลนส์ออปติกระดับไฮเอนด์ให้ละเอียดได้
(2) นาโนเพชรมีพื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่และสามารถดูดซับและกักเก็บไฮโดรเจนได้ สามารถใช้เป็นเมทริกซ์สำหรับเซลล์เชื้อเพลิงได้และมีประโยชน์อย่างมากในการพัฒนาแหล่งพลังงานใหม่และลดมลพิษ
โดยสรุป นาโนไดมอนด์คือการตกผลึกของเทคโนโลยีสมัยใหม่ และมีแนวโน้มการนำไปใช้ในตลาดที่กว้างขวาง