Karbon rengi: İlk kez üretilen nanotüplerin ince renkli filmleri

Anonim

Finlandiya'nın Aalto Üniversitesi'nde geliştirilen bir yöntem, gökkuşağının seçkin tonlarında büyük miktarlarda bozulmamış tek duvarlı karbon nanotüp üretebilir. Sır, ince ayarlı bir üretim prosesi ve küçük bir miktar karbon dioksittir. Filmler, dokunmatik ekran teknolojilerinde veya yeni güneş pili türleri için kaplama maddeleri olarak uygulama bulabilirler.

Tek cidarlı karbon nanotüpler veya farklı boyut ve şekillerde toplanmış bir adet grafit tabakadan oluşan grafen tabakaları, elektronik ve yeni dokunmatik ekranlı cihazlarda birçok kullanım bulmuştur. Doğası gereği, karbon nanotüpler genellikle siyah veya koyu gridir.

Amerikan Kimya Derneği Dergisi'nde (JACS) yayınlanan yeni çalışmasında, Aalto Üniversitesi araştırmacıları karbon nanotüp ince filmlerin üretimini kontrol etmenin bir yolunu sunuyorlar, böylece çeşitli farklı renkler sergiliyorlar - örneğin, yeşil, kahverengi veya gümüş gri

Araştırmacılar, ilk kez renkli karbon nanotüplerin doğrudan sentezle üretildiğine inanıyorlar. Buluşu kullanılarak, renk, bitmiş, sentezlenmiş tüpler üzerinde bir dizi temizleme tekniği kullanılarak değil, doğrudan imalat işleminde indüklenir.

Doğrudan sentezle, büyük miktarlarda temiz örnek materyaller üretilebilmekte, aynı zamanda arındırıcı işlem sırasında ürüne zarar vermemekte ve bu da onu uygulamalar için en çekici yaklaşım haline getirmektedir.

Aalto Üniversitesi'nden Profesör Esko Kauppinen, “Teoride, bu renkli ince filmler birçok farklı renkle veya tamamen yeni optik özellikler sergileyen güneş hücreleriyle dokunmatik ekranlar oluşturmak için kullanılabilir” diyor.

Renkleri göstermek için karbon yapıları elde etmek, kendi içinde bir feat'dir. Renklendirmeyi mümkün kılmak için gerekli olan temel teknikler, nanotüp yapılarının yapısının ince detaylı kontrolünü de ima etmektedir. Kauppinen ve ekibinin metal ve karbon içeren aerosolleri kullanan eşsiz yöntemi, nanotüp yapısını doğrudan üretim sürecinden dikkatli bir şekilde manipüle etmelerine ve kontrol etmelerine olanak sağlıyor.

"Büyüyen karbon nanotüpler, bir şekilde, ağaç dikmek gibi: tohumlara, yemlere ve güneş ısısına ihtiyaç duyuyoruz. Bizim için, aerosol nano tanecikleri, bir katalizör veya tohum olarak karbon, karbon kaynağı olarak karbon monoksit olarak çalışmaktadır. Bir reaktör, 850 santigrat dereceden daha yüksek bir sıcaklıkta ısı verir, "diyor, Dr. Hua Jiang, Aalto Üniversitesi Kıdemli Bilim Adamı.

Profesör Kauppinen'in grubu, bu kaynakları tekil üretim yönteminde kullanma konusunda uzun bir geçmişe sahiptir. Onların repertuarına eklemek için, kısa bir süre önce, imalat sürecine küçük dozlarda karbon dioksit verilmesini deneyimlediler.

Jiang, "Karbondioksit, çeşitli renklerin karbon nanotüplerinin büyümesini ayarlamak için kullanabileceğimiz bir tür greft malzemesi gibi davranır" diye açıklıyor.

Gelişmiş bir elektron kırınım tekniği ile, araştırmacılar ince filmlerinin hassas atomik yapısını bulabilmişlerdir. Çok dar kiralite dağılımlarına sahip olduklarını, yani tüplerin duvarlarının petek-kafesinin oryantasyonunun numune boyunca neredeyse tekdüze olduğunu bulmuşlardır. Kiralite az çok karbon nanotüplerin sahip olduğu elektrik özelliklerinin yanı sıra renklerini de dikte eder.

Aalto Üniversitesi'nde geliştirilen yöntem, yüksek verimde karbon nanotüp ince filmlerin üretilmesi için basit ve yüksek ölçeklenebilir bir yol vaat ediyor.

"Genellikle kütle üretimi ya da karbon nanotüplerin yapısı üzerinde iyi bir kontrole sahip olmak zorundasınız. Çığır açılımımızla, her ikisini de yapabiliriz", grubun doktora sonrası araştırmacılarından Dr. Qiang Zhang'a güveniyor.

Takip çalışması zaten devam ediyor.

"Karbondioksit ilavesinin nanotüplerin yapısını nasıl ayarladığı ve renkleri nasıl yarattığı konusundaki bilimi anlamak istiyoruz. Amacımız, tek duvarlı karbon nanotüplerin yapı taşları olarak kullanılabilmesi için büyüyen işlemin tam kontrolünü sağlamaktır. Profesör Kauppinen diyor ki, yeni nesil nanoelektronik cihazlar.

menu
menu