Nauja CNT era: Naujas požiūris į CNT miškų auginimą MTG

Anglies nanovamzdeliai (CNT) - tai anglies alotropai, kurie yra cilindro formos korio formos ir nano skersmens.

CNT pasižymi daugybe savybių, tokių kaip mechaninis stiprumas, elastingumas, lengvumas, elektrinis ir šiluminis laidumas, todėl tai yra perspektyviausia medžiaga.

Daugelyje pramonės šakų, įskaitant elektroniką, mediciną, energijos kaupimą, jutiklius ir daugelį kitų, CNT yra plačiai naudojami. Dėl didėjančios paklausos nuolat didėja CNT gamybos apimtys.

Ši didelio masto CNT gamyba tapo pagrindiniu iššūkiu, trukdančiu juos naudoti.

Iššūkio sprendimas :

Paprastai mokslininkai renkasi auginti CNT miškus, o ne auginti juos atskirai. CNT miškai - tai vertikaliai išdėstyti CNT masyvai, kurie yra savaime surenkami.

Paprastai tai atliekama cheminio nusodinimo iš garų proceso metu, esant fiksuotam katalizatoriui ant pagrindo, kuris vėliau atskiriamas nuo CNT miško, kad būtų gauta didelio grynumo medžiaga.

Nors šis procesas turi daug privalumų, vienintelė rimta problema, su kuria susiduriama, yra jo trukmė.

Iki šiol mokslininkams pavyko užauginti iki 2 cm ilgio CNT mišką naudojant geležies (Fe) katalizatorius ant aliuminio oksido (Al2O3) atramos (CNT ilgis yra labai svarbus jų savybėms, todėl būtina atsižvelgti į šį aspektą).

Tai turi įtakos jos pramoninei vertei, nes riboja pasiūlą ir didina medžiagos kainą.

Buvo padarytas revoliucinis atradimas, kuris visiškai pakeitė žaidimą.

Neseniai Japonijos mokslininkų komanda, taikydama naują metodą, užfiksavo iki 14 cm ilgio CNT mišką. Jų tyrimas neseniai buvo paskelbtas žurnale "Carbon".

Vasedos universiteto docentas Hisashi Sugime ir jo komanda nustatė, kad CNT nustojo augti dėl laipsniško anksčiau naudoto katalizatoriaus (Fe-Al2Ox) struktūros pokyčio.

Iš esmės CNT tankis, kuris priklauso nuo aktyviųjų katalizatorių skaičiaus, yra nepakankamas, kad išlaikytų savaime išsilaikančią struktūrą, ir miško augimas nutrūksta.

Todėl naudojamas katalizatorius turi išlikti struktūriškai ir chemiškai stabilus.

Jų metodas buvo pakeisti techniką, kad šis nestabilumas būtų nuslopintas.

Jie tai pasiekė pridėdami gadolinio (Gd) sluoksnį prie ankstesnio katalizatoriaus, padengto n tipo silicio substratu.

Gadolinio sluoksnis neleido katalizatoriui suirti, todėl CNT miškas išaugo 5 cm.

Kad būtų pasiektas norimas ilgis, jie katalizatorių laikė kameroje, vadinamoje šaltųjų dujų cheminio nusodinimo iš garų (CVD) kamera.

Katalizatorius buvo iš anksto apdorotas palaikant temperatūrą iki 750 °C ir kambario temperatūroje leidžiant nedidelės koncentracijos Fe ir Al garus.

Tai padėjo išlaikyti katalizatoriaus struktūrą iki 26 valandų, o tai savo ruožtu skatino CNT miško augimą.

Atlikus kruopščius tyrimus, pavyko užfiksuoti 14 cm ilgio CNT miško ilgį.

Jų pasiekimai atvėrė naujus horizontus besivystančioms pramonės šakoms.Ši reikšminga pažanga išplėtė CNT taikymo aspektus.

Tai gali pakeisti požiūrį į nanotechnologijas ir nanomokslą būsimuose tyrimuose.

Norėdami perskaityti visą paskelbtą mokslinį straipsnį, žr. toliau pateiktą DOI nuorodą.

Nuoroda :

Hisashi Sugime, Toshihiro Sato, Rei Nakagawa, Tatsuhiro Hayashi, Yoku Inoue, Suguru Noda. Itin ilgas anglies nanovamzdelių miškas, in situ papildant geležies ir aliuminio garų šaltinius. Anglis, 2020; https://doi.org/10.1016/j.carbon.2020.10.066

Jei esate nanotechnologijų srities tyrėjas, galime padėti jums sukurti infografiką susijusiomis temomis "Mind the graph".

Nauja CNT era: Naujas požiūris į CNT miškų auginimą

Prenumeruokite mūsų naujienlaiškį

Apie Fabricio Pamplona