211service.com
Oglekļa nanocauruļu izgatavošana garās šķiedrās
Lai izveidotu simtiem metru garas šķiedras, ir izmantota jauna metode oglekļa nanocauruļu montāžai. Atsevišķas oglekļa nanocaurules ir spēcīgas, vieglas un elektriski vadošas, un tās cita starpā var būt vērtīgas kā elektriskās pārvades vadi. Taču nanocauruļu masu saskaņošana labi sakārtotos materiālos, piemēram, šķiedrās, ir izrādījusies sarežģīta ražošanai piemērotā mērogā. Apstrādājot oglekļa nanocaurules šķīdumā, ko sauc par superskābi, Rīsa universitātes pētnieki ir izgatavojuši garas šķiedras, kuras varētu izmantot kā vieglus, efektīvus vadus elektrotīklam vai kā pamatu strukturālajiem materiāliem un vadošiem tekstilizstrādājumiem.
Nanocaurules šķiedra: Šo šķiedru, kuras diametrs ir aptuveni 40 mikrometri, veido oglekļa nanocaurules.
Citi ir izgatavojuši oglekļa nanocaurules šķiedras, izvelkot caurules no cietiem matiem līdzīgiem blokiem vai vērpjot tās kā vilnu, kad tās izplūst no ķīmiskā reaktora. Problēma, sākot no cietas, saka Rice ķīmijas inženierijas profesors Matteo Paskvali , ir tas, ka izlīdzināšana nav iespaidīga, un šīs metodes ir grūti palielināt. Jo labāk ir saskaņotas un sakārtotas atsevišķās nanocaurules lielākā struktūrā, jo labākas ir kolektīvās struktūras elektriskās un mehāniskās īpašības. Izmantojot rīsu metodes, var izgatavot plašā mērogā labi izlīdzinātas nanocaurules šķiedras, kas izšautas no dušas uzgalim līdzīgas sprauslas.
Vēlu Nobela prēmijas laureāts Ričards Smolijs sāka Rīsa projektu 2001. gadā. Mazlijs zināja, ka šķīduma apstrāde būtu labs veids, kā salikt nanocaurules šķiedras un plēves nanocauruļu formas dēļ. Oglekļa nanocaurules ir daudz garākas, nekā ir platas, tāpēc, kad tās atrodas plūstošā šķīdumā, tās sarindojas kā baļķi, kas peld pa upi. Bet oglekļa nanocaurules nešķīst parastajos šķīdinātājos. Rīsu grupa lika pamatus nanocauruļu apstrādei šķidrā veidā pirms pieciem gadiem, kad viņi atklāja, ka sērskābe izšķīdina nanocaurules, pārklājot to virsmas ar pozitīvi lādētiem joniem.
Pēdējos piecus gadus Rice grupa ir izmantojusi mikroskopiju, lai pētītu nanocauruļu šķīdumus, kas izgatavoti vairākās dažādās skābēs. Pasquali saka, ka nebija ātra eksperimenta. Mums bija jābūt ļoti apzinātiem. Tagad mēs saprotam, kā darbojas šķīduma apstrāde, pogas nanocauruļu vadīšanai un kā paredzēt, ko tās darīs. Saskaņā ar šomēnes žurnālā publicēto darbu labākais šķīdinātājs cauruļu apstrādei Dabas nanotehnoloģijas , ir hlorsulfonskābe. Nanocaurules spontāni izšķīst šajā skābē 1000 reižu lielākā koncentrācijā nekā jebkurā citā šķīdinātājā.
Rīsu grupa ir izmantojusi skābes apstrādes metodes, lai savāktu oglekļa nanocaurules 50 mikrometru biezās un simtiem metru garās šķiedrās. Šķiedras garumam nav ierobežojumu, saka Pasquali. Rice grupa demonstrēja savu montāžas metodi ar augstas kvalitātes, vienas sienas oglekļa nanocaurulēm.
Līdz šim grupa ir izgatavojusi šķiedras, kas ir ļoti vadošas, bet nav tik spēcīgas kā citi oglekļa materiāli. Pasquali saka, ka šķiedru izturību, iespējams, varētu desmitkārtīgi uzlabot, izmantojot garākas oglekļa nanocaurules. Mēs tagad strādājam pie elektrisko pārvades līniju izveides projekta, saka Pasquali. Metāla nanocaurules vada elektrību labāk nekā varš, tās ir vieglākas, un tās sabojājas retāk.
Paliek viens svarīgs šķērslis liela mēroga oglekļa nanocauruļu ražošanai: mūsdienās nav nevienas labas metodes pašu nanocauruļu izgatavošanai lielās, tīrās partijās. Piemēram, lai izveidotu nanocauruļu pārvades līnijas, Rīsa grupai būtu jāsāk ar lielu nanocauruļu partiju, kurā ir visas metāla nanocaurules un nav pusvadītāju. Pagājušajā mēnesī Honda pētniecības institūta ķīmiķi publicēja rakstu Zinātne aprakstot metodi liela daudzuma metālisku nanocauruļu izgatavošanai, kas, pēc Pasquali teiktā, ir daudzsološa. Viņš saka, ka pārvades līnijām ir jāražo tonnas, un pašlaik nav metožu, kā to izdarīt. Mēs esam viena brīnuma attālumā.