Ogljik v barvi: ustvarjeni so bili prvi obarvani tanki filmi nanocevk

(S)poznaj se 2.del - (Know Thyself Part 2) Santos Bonacci (Junij 2019).

Anonim

Metoda, ki je bila razvita na Univerzi Aalto na Finskem, lahko v izbranih odtenkih mavrice proizvede velike količine nedotaknjenih enoceličnih ogljikovih nanocevk. Skrivnost je fino uglašen postopek izdelave in majhen odmerek ogljikovega dioksida. Filmi bi lahko našli aplikacije v tehnologiji zaslona na dotik ali kot premazna sredstva za nove vrste sončnih celic.

Enozidne ogljikove nanocevke ali listi z eno atomsko debelimi sloji grafena, valjane v različne velikosti in oblike, so našli številne uporabe v elektroniki in novih napravah na dotik. Po naravi so ogljikove nanocevke običajno črne ali temno sive barve.

V svoji novi študiji, objavljeni v Journal of American Chemical Society (JACS), raziskovalci Aalto University predstavljajo način nadzora nad izdelavo tankih filmov iz ogljikovih nanocevk, tako da prikažejo različne barve - npr. Zelene, rjave ali srebrno siva.

Raziskovalci verjamejo, da je to prvič, da so barvne nanodubice proizvedene z direktno sintezo. Z uporabo izuma se barva v procesu izdelave takoj inducira, ne pa s pomočjo številnih postopkov čiščenja na končnih, sintetiziranih ceveh.

Z direktno sintezo se lahko proizvedejo velike količine čistih vzorčnih materialov, pri čemer se izogibamo tudi poškodbam izdelka v procesu čiščenja, zaradi česar je to najbolj privlačen pristop za aplikacije.

"Teoretično bi se lahko ti barvni tanki filmi uporabljali za izdelavo zaslonov na dotik z veliko različnih barv ali sončnih celic, ki prikazujejo popolnoma nove vrste optičnih lastnosti", pravi Esko Kauppinen, profesor na Univerzi Aalto.

Da bi dobili ogljikove strukture za prikaz barv, je samo po sebi zmožnost. Osnovne tehnike, potrebne za omogočanje barvanja, prav tako pomenijo natančno natančen nadzor nad strukturo strukture nanocevk. Kauppinen in edinstvena metoda njegove ekipe, ki uporablja aerosole iz kovine in ogljika, jim omogočajo, da skrbno manipulirajo in nadzirajo strukturo nanocevk neposredno iz procesa izdelave.

"Rastočih ogljikovih nanocevk je na neki način kot sajenje dreves: potrebujemo seme, krmo in sončno toploto. Za nas aerosolne nanodelce železa delujejo kot katalizator ali seme, ogljikov monoksid kot vir ogljika, tako da se krmijo in reaktor daje toploto pri temperaturi nad 850 stopinj Celzija, "pravi dr. Hua Jiang, višji znanstvenik na Univerzi Aalto.

Skupina profesorja Kauppinena ima dolgo zgodovino uporabe teh virov v svoji edinstveni proizvodni metodi. Da bi dodali svoj repertoar, so nedavno eksperimentirali z dajanjem majhnih odmerkov ogljikovega dioksida v proces izdelave.

"Ogljikov dioksid deluje kot vrsta materiala za presadek, ki jo lahko uporabimo za uravnavanje rasti ogljikovih nanocevk različnih barv, " pojasnjuje Jiang.

Z naprednimi tehniko difrakcije elektronov so raziskovalci lahko ugotovili natančno atomsko strukturo svojih tankih filmov. Ugotovili so, da imajo zelo majhne porazdelitve chiralnosti, kar pomeni, da je usmerjenost satovske rešetke sten cevi skoraj enakomerna po celotnem vzorcu. Kiralnost bolj ali manj narekuje električne lastnosti ogljikovih nanocevk, ki jih lahko imajo, pa tudi njihova barva.

Metoda, ki jo je razvila Univerza Aalto, obljublja preprost in zelo razširljiv način izdelave tankih filmov iz ogljikovih nanocevk z visokimi donosi.

"Običajno moraš izbrati med množično proizvodnjo ali imeti dober nadzor nad strukturo ogljikovih nanocevk. Z našim prebojmom lahko naredimo oboje", zaupa dr. Qiang Zhang, podoktorski raziskovalec v skupini.

Nadaljnje delo je že v teku.

"Radi bi razumeli znanost o tem, kako dodajanje ogljikovega dioksida prilagodi strukturo nanocevk in ustvarja barve. Naš cilj je doseči popoln nadzor nad procesom naraščanja, tako da se lahko enocledne ogljikove nanocevke uporabijo kot gradniki za naslednjo generacijo naprav nanoelektronike ", pravi profesor Kauppinen.

menu
menu