Δημοφιλείς Αναρτήσεις

Επιλογή Συντάκτη - 2019

Η "μικροκάμψη" δημιουργεί ισχυρότερες, πιο αγώγιμες μεμβράνες νανοσωλήνων άνθρακα

Anonim

Οι ερευνητές από το κρατικό πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας και το ινστιτούτο νανοεπιστήμης και νανοβιοτικής της Κίνας Suzhou ανέπτυξαν μια φθηνή τεχνική που ονομάζεται «μικροκάμπιγκ» για την ευθυγράμμιση των νανοσωλήνων άνθρακα (CNTs), οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία μεγάλων, καθαρών ταινιών CNT, οποιαδήποτε προηγούμενη ταινία. Η τεχνική βελτιώνει επίσης την ηλεκτρική αγωγιμότητα που καθιστά τις ταινίες αυτές ελκυστικές για χρήση σε ηλεκτρονικές και αεροδιαστημικές εφαρμογές.

διαφήμιση


"Είναι μια απλή διαδικασία και μπορεί να δημιουργήσει μια ελαφριά ταινία CNT, ή ένα χαρτί κομμάτι, που είναι ένα μέτρο πλάτος και δύο φορές πιο ισχυρό από τις προηγούμενες ταινίες - είναι ακόμα ισχυρότερο από τις ίνες CNT", λέει ο Yuntian Zhu, διακεκριμένος καθηγητής υλικών Επιστήμης και Τεχνολογίας στο NC State και αντίστοιχο συγγραφέα μιας εργασίας που περιγράφει το έργο.

Οι ερευνητές ξεκινούν αναπτύσσοντας τα CNT σε ένα συμβατικό υπόστρωμα σε μια στενά γεμάτη σειρά. Τα CNTs μπλέκονται μαζί, οπότε όταν οι ερευνητές τραβούν σε ένα άκρο της συστοιχίας, οι CNTs σχηματίζουν μια συνεχή κορδέλα που είναι μόνο νανόμετρα. Αυτή η κορδέλα είναι προσαρτημένη σε ένα τύμπανο, το οποίο ξεκινά με την περιέλιξη της κορδέλας.

Καθώς τραβιέται το καρούλι, η κορδέλα CNT σύρεται μεταξύ δύο χειρουργικών λεπίδων. Ενώ τα πτερύγια φαίνονται ευθεία με γυμνό μάτι, έχουν στην πραγματικότητα σχισμές κλίμακας μικρομέτρου στην κοπτική άκρη τους. Αυτές οι ρωγμές δημιουργούν ένα είδος "microcomb" που τραβά τα CNTs σε ευθυγράμμιση - ακριβώς όπως ένα κανονικό χτένα ταξινομεί μέσα από μπερδεμένα μαλλιά.

Όταν η ταινία των ευθυγραμμισμένων CNTs τυλίγεται πάνω στο καρούλι, οι ερευνητές εφαρμόζουν διάλυμα αλκοόλης. Αυτό τραβάει τα CNTs πιο κοντά, ενισχύοντας τους δεσμούς μεταξύ CNTs.

Η κορδέλα CNT περιτυλίσσεται γύρω από τον εαυτό του καθώς περιστρέφεται γύρω από το τύμπανο, δημιουργώντας ένα στρώμα φιλμ από καθαρά CNT. Οι ερευνητές μπορούν να ελέγξουν το πάχος της μεμβράνης ελέγχοντας τον αριθμό των στρωμάτων.

Οι μεμβράνες CNT που κατασκευάστηκαν χρησιμοποιώντας την τεχνική μικροκάμψης είχαν περισσότερο από δύο φορές την αντοχή σε εφελκυσμό των ταινιών CNT που δεν είχαν υποστεί ζύμωση - περισσότερο από 3 gigapascals για το μικροκοιλοποιημένο υλικό, έναντι λιγότερων από 1, 5 gigapascals για το μη χονδροειδές υλικό.

Το λεπτόκοκκο λεπτόκοκκο λεπτό στρώμα CNT είχε επίσης 80% υψηλότερη ηλεκτρική αγωγιμότητα από την ταινία χωρίς πέτρωμα.

"Αυτή είναι μια σημαντική πρόοδος, αλλά θέλουμε να βρούμε τρόπους για να κάνουμε την ευθυγράμμιση της CNT ακόμα πιο ισορροπημένη", λέει ο Zhu. "Δεν είναι ακόμα τέλεια.

"Επιπλέον, η τεχνική θα ήταν θεωρητικά εύκολη στην αύξηση της παραγωγής μεγάλης κλίμακας. Θα θέλαμε να βρούμε έναν συνεργάτη της βιομηχανίας που θα μας βοηθήσει να το κατατάξουμε και να δημιουργήσουμε ένα υλικό για την αγορά".

διαφήμιση



Ιστορία Πηγή:

Υλικά που παρέχονται από το Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνα Σημείωση: Το περιεχόμενο μπορεί να επεξεργαστεί για στυλ και μήκος.


Βιβλιογραφία :

  1. Liwen Zhang, Xin Wang, Weizong Xu, Yongyi Zhang, Qingwen Li, Philip D. Bradford, Yuntian Zhu. Ισχυρές και αγώγιμες ταινίες ξηρού άνθρακα Nanotube με Microcombing . Μικρή, 2015; DOI: 10.1002 / smll.201500111