Описанный в исследовательской статье, опубликованной сегодня в Nature’s Communications Materials, новый метод не требует типичных металлических катализаторов или специального сырья для превращения углерода в кристаллический графит. Интересно, что вместо этого он был обнаружен студентом в лаборатории с помощью атомно-абсорбционного спектрометра (AAS) – устройства, изобретенного в Австралии в 1950-х годах и разработанного для анализа состава жидкостей.
Студент магистратуры, стоящий за открытием, г-н Джейсон Фогг, сказал, что, хотя точная наука, объясняющая, почему эта новая методика работает, еще не подтверждена, он считает, что это связано с конкретным способом, которым ААС нагревает образцы короткими быстрыми импульсами.
«Мы использовали специальную печь, которая может нагреть образец до 3000 градусов Цельсия за секунды, чего не может достичь большинство печей», – сказал г-н Фогг.
"Чтобы представить температуру в перспективе, 3000 градусов по Цельсию примерно равны половине температуры поверхности Солнца."
Д-р Ирен Суарес-Мартинес из Школы электротехники, вычислительной техники и математических наук Кертина сказала, что, хотя графит является наиболее стабильной формой углерода, большинство углеродных материалов упорно отказываются превращаться в графит, поэтому она была абсолютно шокирована, узнав об этом.
Результаты мистера Фогга.
«Когда он сказал мне, что создал идеальный кристаллический графит из известного неграфитизирующего углеродного материала, я не мог поверить в это, я был абсолютно поражен результатами.
Только когда мы повторили результаты трижды, я убедился, – сказал д-р Суарес-Мартинес.
Самым удивительным результатом стал полимерный поливинилиденхлорид (ПВДХ), который доктор Суарес-Мартинес описал как «учебный пример» очень стойкого материала.
Поскольку мировой спрос на ионно-литиевые батареи возрастает, ученые ожидают, что коммерческий спрос на кристаллический графит также возрастет, и теперь эта исследовательская группа полна решимости выяснить точные детали того, почему этот специальный метод импульсного нагрева был настолько эффективным.
«Наша гипотеза заключается в том, что кислород воздуха проникает в структуру между импульсами, и быстрый нагрев при следующих импульсах сжигает структуры, которые обычно препятствуют образованию графита», – сказал доктор Суарес-Мартинес.
"Нам также интересно узнать, будут ли другие сложные атомы углерода также преобразовывать. Может ли этот метод преобразовать органический углеродный материал, такой как пищевые отходы, в кристаллический графит??
«Сейчас мы можем создавать только очень небольшое количество кристаллического графита, поэтому мы далеки от возможности воспроизвести этот процесс на коммерческом уровне. Но мы планируем изучить наш метод и гипотезы дальше."