p (Phys.org) —O que começou como uma pesquisa em um método para fortalecer metais levou à descoberta de uma nova técnica que usa um laser pulsante para criar filmes de nanodiamantes sintéticos e padrões de grafite, com aplicações potenciais de biossensores a chips de computador. p "A maior vantagem é que você pode depositar seletivamente o nanodiamante em superfícies rígidas sem as altas temperaturas e pressões normalmente necessárias para produzir diamante sintético, "disse Gary Cheng, professor associado de engenharia industrial na Purdue University. “Fazemos isso em temperatura ambiente e sem câmara de alta temperatura e pressão, portanto, esse processo pode reduzir significativamente o custo de fabricação do diamante. Além disso, percebemos uma técnica de escrita direta que poderia escrever seletivamente o nanodiamante em padrões projetados. "

p A capacidade de "escrever" seletivamente linhas de diamante em superfícies pode ser prática para várias aplicações potenciais, incluindo biossensores, Computação quântica, células de combustível e chips de computador de última geração.

p A técnica funciona por meio de um filme multicamadas que inclui uma camada de grafite coberta por uma folha de cobertura de vidro. A exposição dessa estrutura em camadas a um laser de pulso ultrarrápido converte instantaneamente a grafite em um plasma ionizado e cria uma pressão descendente. Então, o plasma de grafite se solidifica rapidamente em diamante. A lâmina de vidro confina o plasma para impedi-lo de escapar, permitindo que forme um revestimento de nanodiamante.

p "Estes são diamantes super pequenos e o revestimento é super resistente, para que pudesse ser usado para sensores de alta temperatura, "Cheng disse.

p Os resultados da pesquisa são detalhados em um artigo que apareceu online na revista Nature Relatórios Científicos . O artigo foi escrito pelo ex-aluno de doutorado de Purdue, Yuefeng Wang, Yingling Yang, Ji Li e Martin Y. Zhang; pesquisador associado de pós-doutorado Jiayi Shao; alunos de doutorado Qiong Nian e Liang Tang; e Cheng.

p Os pesquisadores fizeram a descoberta enquanto estudavam como fortalecer metais usando uma fina camada de grafite e um laser pulsante de nanossegundos. Um estudante de doutorado percebeu que o laser estava fazendo com que o grafite desaparecesse ou ficasse semitransparente.

p "A camada preta de grafite tinha sumido, mas para onde foi? ", disse Cheng.

p Pesquisas subsequentes provaram que o grafite havia se transformado em diamante. Os pesquisadores de Purdue chamaram o processo de deposição de laser de pulso confinado (CPLD).

p A equipe de pesquisa confirmou que as estruturas são de diamante usando uma variedade de técnicas, incluindo microscopia eletrônica de transmissão, Difração de raios X e medição da resistência elétrica.

p Um pedido de patente nos EUA foi depositado sobre o conceito por meio do Purdue Office of Technology Commercialization. Mais pesquisas são necessárias para comercializar a técnica, Disse Cheng.