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Diamante isotópicamente puro

Un diamante puro isotópico es un tipo de diamante que está compuesto enteramente por un isótopo de carbono . Los diamantes isotópicamente puros se han fabricado a partir del isótopo de carbono más común con número de masa 12 (abreviado como 12 C ) o del isótopo menos común 13 C. En comparación con los diamantes naturales que están compuestos por una mezcla de isótopos de 12 C y 13 C, los diamantes isotópicamente puros poseen características mejoradas, como una mayor conductividad térmica . [1] La conductividad térmica de los diamantes es mínima cuando 12 C y 13 C están en una proporción de 1:1 y alcanza un máximo cuando la composición es 100% 12 C o 100% 13 C. [1]

Fabricar

Los isótopos de carbono se pueden separar en forma de dióxido de carbono gaseoso mediante reacciones de intercambio químico en cascada con carbamato de amina. [2] Este CO 2 se puede convertir en metano y de ahí en diamantes sintéticos isotópicamente puros . [3] Los diamantes enriquecidos isotópicamente se han sintetizado mediante la aplicación de deposición química de vapor seguida de alta presión . [1]

Tipos

Carbono 12

El diamante 12 C isotópicamente puro (o, en la práctica, un enriquecimiento de 15 veces del número isotópico, 12 sobre 13 para el carbono) proporciona una conductividad térmica un 50% mayor que el ya alto valor de 900-2000 W /(m· K ) para un diamante normal, que contiene la mezcla isotópica natural de 98,9% 12 C y 1,1% 13 C. Esto es útil para disipadores de calor para la industria de semiconductores . [4]

Carbono 13

Como sensores de tensión se utilizan capas de diamante isotópicamente puro de 13 C de 20 micrómetros de espesor debido a las ventajosas propiedades de espectroscopia Raman del 13 C. [5]

Referencias

  1. ^ abc Anthony TR, Banholzer; Banholzer, W (abril de 1992). "Propiedades del diamante con composición isotópica variable". Diamante y materiales relacionados . 1 (5–6): 717–726. Código bibliográfico : 1992DRM......1..717A. doi :10.1016/0925-9635(92)90197-V.
  2. ^ Takeshita K, Ishidaa M (diciembre de 2006). "Diseño óptimo de proceso de separación de isótopos de múltiples etapas mediante análisis de exergía". ECOS 2004 - 17ª Conferencia Internacional sobre Eficiencia, Costos, Optimización, Simulación e Impacto Ambiental de la Energía en Sistemas de Procesos . 31 (15): 3097–3107. doi :10.1016/j.energy.2006.04.002.
  3. ^ Anthony TR, Bradley JC, Horoyski PJ, Thewal ML (noviembre de 1996). "Precursores de varillas de grafito para diamantes y fullerenos isotópicamente puros". Carbono . 34 (11): 1323-1328. doi :10.1016/S0008-6223(96)00060-7.
  4. ^ Bray JW, Anthony TR (febrero de 1991). "Sobre la conductividad térmica del diamante bajo cambios en su carácter isotópico". Z. Phys. B . 84 (1): 51–57. Código Bib : 1991ZPhyB..84...51B. doi :10.1007/BF01453758. S2CID  120365422.
  5. ^ Qiu W, Velisavljevic N, Baker PA, Vohra YK, Weir ST (junio de 2004). "Capa isotópicamente pura de 13C como sensor de tensión en una celda de yunque de diamante". Aplica. Física. Lett . 84 (26): 5308–5310. Código Bib : 2004ApPhL..84.5308Q. doi : 10.1063/1.1766077.