Stimulace růstu diamantových vrstev na porézní uhlíkové pěně použitím polyvinylalkohol-nanodiamantových kompozitů

Text

Při studiu vytváření hybridních sp2-sp3 uhlíkových kompozitních materiálů byl realizován růst diamantových tenkých vrstev (sp3 hybridizace) na porézní uhlíkovou pěnu (sp2 hybridizace) stimulovaný směsí nanodiamantových částic a polyvinylalkoholu (PVA). Pro přípravu vzorků byla použita chemická depozice z par plynné směsi CH4 + CO2 + H2 za nízkých tlaků s asistencí mikrovlnného plazmatu v konfiguraci s lineárními anténami. Samotná stimulace (nukleace), počáteční fáze růstu vrstvy, jakož i výsledná porézní uhlíková pěna potažená diamantovou vrstvou byly charakterizovány pomocí komplementárních analytických technik a to zejména SEM a AFM mikroskopií a Ramanovou spektroskopií. Dosažené výsledky prokázaly důležitost nosné PVA matrice v procesu nukleace porézních materiálů. Dále bylo zjištěno, že k homogenní nukleaci a růstu souvislé diamantové vrstvy na porézní uhlíkovou pěnu sehrávají klíčovou roli parametry, jako jsou celkový poměr nanodiamantů k PVA a povrchová terminace nanodiamantových částic. Diamantem pokrytá porézní uhlíková pěna se jeví jako vhodná elektroda pro čistění vod, elektrochemické senzory, anebo jako materiál pro mikrofluidní prvky v biotechnologiích.

vv-12.jpg
Popis
1) Schematické zobrazení interakce nanodiamantů v PVA polymeru, který byl následně nanesen na porézní uhlíkovou pěnu a vystaven 2) chemické depozici z par plynů v mikrovlnné plazmě s lineárními anténami. 3) Povrchová morfologie diamantem pokryté porézní uhlíkové pěny.
Schematické zobrazení stimulace růstu diamantových vrstev z  kompozitu PVA/nanodiamanty.

1Institute of Physics, Czech Academy of Sciences, Cukrovarnická 10, 162 00 Prague 6, Czech Republic
2Faculty of Civil Engineering, Czech Technical University, Thakurova 7, 166 29, Prague 6, Czech Republic
3KIST Jeonbuk Institute of Advanced Composite Materials, Chudong-ro 92, Bongdong-eup, Wanju-gun Jeonbuk, 55324, South Korea