211service.com
Kweek je eigen nanobuisjes
Een illustratie van wasmiddel, zout, bakpoeder en nanobuisjes Katie Benn
Zuiveringszout, keukenzout en wasmiddel zijn verrassend effectieve ingrediënten voor het koken van koolstofnanobuisjes. Een team van MIT-onderzoekers ontdekte dat dergelijke natriumbevattende huishoudelijke ingrediënten de groei van koolstofnanobuisjes of CNT's kunnen katalyseren bij veel lagere temperaturen dan traditionele katalysatoren vereisen, hoewel een huisoven niet heet genoeg zou zijn om het te laten werken. De ontdekking kan CNT's in staat stellen om te groeien op een groot aantal materialen die bij hogere temperaturen zouden smelten, zoals polymeren en andere stoffen, en een manier bieden om die materialen sterker te maken.
Onder een elektronenmicroscoop lijken koolstofnanobuisjes op holle cilinders van kippengaas. Elke buis is gemaakt van een opgerold rooster van zeshoekige koolstofatomen. De binding tussen koolstofatomen is buitengewoon sterk en wanneer ze worden gevormd tot een plat rooster (zoals in grafeen) of een buisvormig rooster (zoals in een CNT), kunnen dergelijke structuren uitzonderlijke stijfheid en sterkte hebben.
Onderzoekers kweken CNT's meestal door chemische dampafzetting, waarbij een materiaal zoals een siliciumwafel wordt gecoat in een katalysator - meestal een op ijzer gebaseerde verbinding - en in een oven wordt geplaatst, waardoor koolstofbevattende gassen stromen. Bij temperaturen in de buurt van 800 ° C begint het ijzer koolstofatomen uit het gas te trekken, waardoor verticale nanobuisjes worden gevormd.
De MIT-onderzoekers experimenteerden met manieren om CNT's te laten groeien toen ze merkten dat één batch resultaten opleverde die anders waren dan ze hadden verwacht. De buizen zagen er een beetje raar uit, zegt aero-astro-professor Brian Wardle. Het bleek dat een kleine hoeveelheid natrium, waarvan we vermoedden dat het inactief was, eigenlijk alle groei veroorzaakte.
Ze testten een reeks natriumbevattende verbindingen, waaronder bakpoeder, tafelzout en wasmiddelpellets - ingrediënten die ze hadden kunnen kopen bij LaVerde's, de supermarkt in het studentencentrum. Uiteindelijk hebben ze geüpgraded naar gezuiverde versies van die verbindingen.
Terwijl ijzerkatalysatoren koolstofnanobuisjes vormen bij ongeveer 800 °C, ontdekten ze dat natriumkatalysatoren dat deden bij ongeveer 480 °C. En na ongeveer 15 tot 30 minuten in de oven verdampte het natrium eenvoudigweg, waardoor holle koolstofnanobuisjes achterbleven.
We anticiperen met natrium dat het in de toekomst mogelijk is om buizen van hoge kwaliteit te krijgen, zegt aero-astro grad student Richard Li, de hoofdauteur van het onderzoek. Zelfs als je gewoon Arm & Hammer-bakpoeder zou gebruiken, zou het moeten werken.