Οι νανοσωλήνες άνθρακα με «δομικό χρωματισμό» με ένα άμορφο στρώμα διοξειδίου του τιτανίου όχι μόνο τους διευκολύνει στο μάτι, αλλά τους καθιστά και ανθεκτικούς στη φλόγα. Αυτό είναι το εύρημα ερευνητών από το Πανεπιστήμιο Tsinghua στο Πεκίνο της Κίνας, οι οποίοι λένε ότι αυτές οι νέες ιδιότητες θα διευκολύνουν τη χρήση νανοσωλήνων σε φορητές συσκευές, έξυπνα υφάσματα και λειτουργικές επικαλύψεις.
Οι νανοσωλήνες άνθρακα (CNTs) είναι τυλιγμένα φύλλα άνθρακα πάχους ενός ατόμου. Χάρη στις εξαιρετικές ηλεκτρικές και μηχανικές τους ιδιότητες, δείχνουν πολλά υποσχόμενα για πολλές εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένων των εξαιρετικά ισχυρών ινών και των αγώγιμων συρμάτων. Ωστόσο, έχουν δύο εγγενή μειονεκτήματα: έχουν χρώμα jet black, γεγονός που τα καθιστά αισθητικά μη ελκυστικά για ορισμένες εφαρμογές. και είναι εύφλεκτα, πράγμα που σημαίνει ότι δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας όπου υπάρχει οξυγόνο.
Έλεγχος χρώματος
Ερευνητές με επικεφαλής τον Ρουφάν Ζανγκ of Τμήμα Χημικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου Tsinghua έχουν πλέον επικαλυφθεί CNT με άμορφο TiO2 στρώματα χρησιμοποιώντας μια τεχνική που ονομάζεται εναπόθεση ατομικού στρώματος (ALD). Αναφέρουν ότι αυτή η τεχνική λειτούργησε τόσο για ίνες CNT όσο και για μεμβράνες CNT και ότι μπορούσαν να ελέγξουν το χρώμα ρυθμίζοντας το πάχος των επικαλύψεων.
Η ομάδα διαπίστωσε ότι εκτός από την αύξηση της δομικής και λειτουργικής ποικιλομορφίας των CNTS, η διαδικασία επίστρωσης τα καθιστά επίσης ανθεκτικά στις φλόγες. Πράγματι, τα υλικά μπορούν να αντέξουν οκτώ ώρες καύσης – σε αντίθεση με τους συνηθισμένους CNT, που καίγονται εύκολα.
Χημικά σταθερό
Σε σύγκριση με τις συμβατικές βαφές και χρωστικές, που είναι χημικά ασταθείς και δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για χρωματισμό CNT, το TiO2 Τα δομικά χρώματα που βασίζονται σε επίστρωση μπορούν να αντέξουν 2000 κύκλους πλυσίματος, λέει ο Zhang, και περισσότερους από 10 μήνες έκθεσης σε υψηλής έντασης υπεριώδη ακτινοβολία.
Η τεχνική είναι βολική, απλή, εύκολα επαναλήψιμη και εύκολη κλιμάκωση, προσθέτει. Παράγει λαμπερά, ελεγχόμενα χρώματα, όπως indigo, κίτρινο-καφέ, μπλε, μοβ και πράσινο. Είναι σημαντικό ότι δεν επηρεάζει τις εγγενείς ηλεκτρικές και μηχανικές ιδιότητες των CNTs.
Οι νανοσωλήνες άνθρακα βοηθούν τα ηλεκτρονικά που δεσμεύονται στο διάστημα να αντιστέκονται στις ζημιές από την ακτινοβολία
Το TiO2-Τα επικαλυμμένα CNT μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε πολλές εφαρμογές αιχμής, λέει ο Zhang Κόσμος Φυσικής. «Αυτές περιλαμβάνουν εξαιρετικά ισχυρές ίνες, φορητές συσκευές, έξυπνα υφάσματα και συσκευές που λειτουργούν σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας (όπως αεροσκάφη, πύραυλοι και ρουκέτες), οπτικές οθόνες, χρωματομετρικούς αισθητήρες, συσκευές κατά της παραχάραξης, κρυπτογράφηση πληροφοριών, πολύχρωμες παθητικές φωτονικές οθόνες , οπτικές ίνες και λέιζερ, για να αναφέρουμε μόνο μερικά».
Οι ερευνητές στοχεύουν τώρα να επεκτείνουν περαιτέρω τη χρωματική γκάμα των CNT τους. «Θα διερευνήσουμε περαιτέρω την εξαιρετική απόδοση των έγχρωμων CNT και θα εξετάσουμε διεπιστημονικές εφαρμογές», λέει ο Zhang.
Το έργο περιγράφεται στο Προκαταβολές Επιστήμη.
