p (Phys.org) —Nanostructures, como grafeno e nanotubos de carbono, pode se desenvolver em condições de plasma muito mais extremas do que se pensava anteriormente. Plasmas (quente, gases carregados) já são amplamente usados ​​para produzir nanoestruturas interessantes. Na revista científica Carbono , O pesquisador Kirill Bystrov do PhD do FOM mostra que as nanoestruturas de carbono também podem se desenvolver em condições muito mais extremas do que as normalmente usadas para este propósito. p O dispositivo Pilot-PSI da DIFFER foi construído para expor materiais de parede a plasmas que irão se espalhar em futuros reatores de fusão. Esses plasmas são 10, 000 vezes mais intensos do que os normalmente utilizados para a construção de nanomateriais. Usando Pilot-PSI, A equipe internacional de Bystrov demonstrou que esse ambiente extremo oferece possibilidades inesperadas para a produção de nanoestruturas.

p Fora de equilíbrio

p Plasmas oferecem grandes vantagens para a produção controlada de materiais avançados. No plasma, íons e elétrons podem ser retirados de seus equilíbrios térmicos. Sob estas condições, os processos de deposição podem ocorrer de maneira muito diferente daqueles em equilíbrio térmico. Na técnica amplamente utilizada de deposição química a vapor intensificada por plasma (PECVD), a densidade do plasma e a quantidade de material fornecido (carbono) determinam quais nanoestruturas se desenvolvem. Quanto mais plasma está de seu equilíbrio térmico, mais exóticas são as estruturas que se desenvolvem.

p Variação

p Depois de terem exposto vários materiais, como tungstênio, molibdênio e grafite para um plasma com suprimento de carbono, A equipe de Bystrov descobriu uma camada cheia de nanoestruturas de carbono exóticas:nanotubos de paredes múltiplas ou extra longos, estruturas de couve-flor e camadas de grafeno. Parâmetros variáveis, como a densidade do plasma, temperatura e composição produziram estruturas diferentes a cada vez. Bystrov:"Foi muito surpreendente que um enorme bombardeio de partículas como o que ocorre na borda de um reator de fusão possa produzir estruturas tão delicadas". A influência do material sobre o qual as estruturas depositadas se formaram foi surpreendentemente pequena:em todas as três superfícies testadas, os mesmos tipos de estruturas se desenvolveram.

p Máquinas versáteis

p Com a pesquisa, Bystrov e seus colegas ainda não têm competidor para a técnica PECVD. "Nosso interesse é demonstrar que você pode permitir que processos interessantes ocorram em ambientes 10, 000 vezes mais intenso do que você esperaria, "Bystrov escreve em sua publicação. O líder de pesquisa, dr. Greg De Temmerman, da equipe de Plasma Surface Interactions da DIFFER:" Montamos esses experimentos para investigar o que acontece com os materiais da parede em futuros reatores de fusão. Esta pesquisa demonstra que as condições no Pilot-PSI e em seu irmão mais velho Magnum-PSI também são interessantes longe da comunidade de fusão. São máquinas altamente versáteis. "