Δημοφιλείς Αναρτήσεις

Επιλογή Συντάκτη - 2019

Το αέριο δίνει σούπερ ιδιότητες που προκαλούνται από λέιζερ

Anonim

Οι επιστήμονες του πανεπιστημίου του Rice, οι οποίοι εφευρέθηκαν το γκένιο που προκαλείται από λέιζερ (LIG) για εφαρμογές όπως οι υπερκατασκευαστές, έχουν πλέον καταλάβει έναν τρόπο να καταστήσουν το σπογγώδες γκριφένιο είτε υπερυδροφοβικό είτε υπερυδροφιλικό.

διαφήμιση


Και είναι ένα αέριο.

Μέχρι πρόσφατα, το εργαστήριο Rice του James Tour έκανε το LIG μόνο σε ανοιχτό αέρα, χρησιμοποιώντας ένα λέιζερ για να κάψει μέρος του δρόμου μέσα από ένα εύκαμπτο φύλλο πολυϊμιδίου για να πάρει διασυνδεδεμένες νιφάδες του graphene. Αλλά η τοποθέτηση του πολυμερούς σε κλειστό περιβάλλον με διάφορα αέρια άλλαξε τις ιδιότητες του προϊόντος.

Το σχηματισμό του LIG σε αργό ή υδρογόνο το καθιστά υπερ-υδρόφοβο ή αποφεύγοντας το νερό, μια ιδιότητα που εκτιμάται ιδιαίτερα για τον διαχωρισμό του νερού από τις επιφάνειες λαδιού ή απογύμνωσης. Το σχηματισμό του σε οξυγόνο ή αέρα το καθιστά υπερυδροφιλικό ή ελκυστικό για το νερό και το καθιστά ιδιαίτερα διαλυτό.

Η έρευνα στο Rice και στο Πανεπιστήμιο Ben-Gurion στο Ισραήλ αποτελεί το αντικείμενο ενός εγγράφου στα προχωρημένα υλικά .

"Τα εργαστήρια θα μπορούσαν να κάνουν το graphene είτε υδρόφοβο είτε υδρόφιλο πριν, αλλά περιλαμβάνει πολλαπλά στάδια είτε των διαδικασιών υγρής χημικής ή χημικής απόθεσης ατμών", δήλωσε ο Tour. "Κάνουμε αυτό σε ένα βήμα με σχετικά φθηνά υλικά σε ένα σπιτικό ατμόσφαιρα θάλαμο."

Τα εργαστήρια πήραν ένα επίδομα όταν ανακάλυψαν ότι η κατασκευή του LIG σε οξυγόνο αύξησε τον αριθμό των ελαττωμάτων - των δακτυλίων των 5 και 7 ατόμων - στις νιφάδες του γραφένιου, βελτιώνοντας την χωρητικότητά του και την απόδοση του όταν χρησιμοποιείται ως υλικό ηλεκτροδίων για μικροδιαμυστηροί.

Οι αλλαγές στο χημικό περιεχόμενο του αερίου και ακόμη και οι αλλαγές στην κατεύθυνση του σχεδίου ράστερ λέιζερ άλλαξαν το υλικό, οδηγώντας τους ερευνητές να πιστέψουν ότι οι υδρόφοβες ή οι -philic ιδιότητες του LIG θα μπορούσαν να ρυθμιστούν.

Ανακάλυψαν επίσης όταν ξύπνησαν το γκρέφνο από ένα υδρόφιλο φύλλο πολυμερούς και το γύρισαν σε μια μεμβράνη, το αποτέλεσμα όμως ήταν υδρόφοβο. "Αυτό μας οδηγεί στο συμπέρασμα ότι ο προσανατολισμός της επιφάνειας των νιφάδων της LIG έχει πολλά να κάνει με το πώς αντιδρά με το νερό", δήλωσε ο Tour. "Αν οι άκρες είναι πιο εκτεθειμένες, φαίνεται να είναι υδρόφιλες · αν τα βασικά επίπεδα είναι πιο εκτεθειμένα, οι υδρόφοβες ιδιότητες τους αναλαμβάνουν".

Αυτό που κάνει ένα υλικό "σούπερ" σε κάθε κατεύθυνση είναι η γωνία στην οποία συναντά το νερό. Ένα υλικό με γωνία επαφής 0 βαθμών θεωρείται υπερυδρόφιλο. Σε αυτή την περίπτωση, νερό θα βρισκόταν στο υλικό σε μια λακκούβα. Εάν η γωνία είναι 150 μοίρες ή περισσότερο, αυτό είναι υπερυδροφόρο. η γωνία καθορίζεται από το πόσο χάντρες νερού. (Μια γωνία 180 μοιρών θα ήταν μια σφαίρα που τέλειωσε τέλεια πάνω από το LIG.)

Η ανακάλυψη ότι ο τύπος επιφανείας και η χημεία επηρεάζουν το LIG θα πρέπει επίσης να επιτρέπουν κάποια περιθώρια προσαρμογής των ιδιοτήτων του υλικού, δήλωσε ο Tour. Στην πραγματικότητα, όταν χρησιμοποίησαν αέριο θείου / φθορίου για να το κάνουν, αύξησαν την υπερφυγοφοβία του LIG στους 160 βαθμούς.

διαφήμιση



Ιστορία Πηγή:

Υλικά που παρέχονται από το πανεπιστήμιο του Rice . Πρωτότυπο γραμμένο από τον Mike Williams. Σημείωση: Το περιεχόμενο μπορεί να επεξεργαστεί για στυλ και μήκος.


Βιβλιογραφία :

  1. Yilun Li, Duy Xuan Luong, Jibo Zhang, Γιάνς Ρ. Τάρκουντ, Κάρτερ Κιττρέλ, Φράνκλιν Σαργκουνράι, Γιονγκ Τζου, Κρίστοφερ Άρνοσχ, Τζέιμς Μουρτ. Τουρ. Διεγερμένο με λέπιο γραφένιο σε ελεγχόμενες ατμόσφαιρες: από υπερυδροφιλικές σε υπερυδρόφοβες επιφάνειες . Advanced Materials, 2017; 1700496 DOI: 10.1002 / adma.201700496