Bilim insanları, toluen moleküllerinin yüksek sıcaklıklarda katı karbon parçacıklarına dönüşüm sürecini detaylı olarak inceledi. Şok tüpü deneylerinde gerçekleştirilen bu çalışma, gaz halindeki öncü moleküllerden katı parçacıkların nasıl oluştuğunu spektroskopik yöntemlerle aydınlattı.
Araştırmacılar, %2 toluen-argon karışımını 2.0 bar basınçta ve 1450-1800 K sıcaklık aralığında 2 milisaniye boyunca işleme tabi tuttu. Lazer sönümleme ölçümleri, parçacık oluşumunun tam olarak 1570 K'de başladığını gösterdi. Bu kritik sıcaklıkta Raman spektrumlarında D ve G bantları ortaya çıkarken, elektron mikroskobu görüntüleri yapısal düzensizliklerin kaybolduğunu ortaya koydu.
Özellikle dikkat çekici olan bulgu, 1570 K'ye yaklaşırken üçlü karbon bağlarının hızla kaybolmasıydı. 1670 K'de ise birincil parçacık çapının maksimuma ulaştığı gözlemlendi. Bu keşifler, karbon nanomateryal üretiminde sıcaklık kontrolünün kritik önemini vurguluyor.
Çalışma sonuçları, yanma motorlarında kurum oluşumunun anlaşılması, hava kirliliğinin azaltılması ve gelişmiş karbon malzemelerin üretimi açısından önemli uygulamalar sunuyor. FTIR ve Raman spektroskopisinin birlikte kullanılması, moleküler düzeydeki değişimlerin gerçek zamanlı takibini mümkün kıldı.