Wyhoduj własne nanorurki

Ilustracja przedstawiająca detergent do prania, sól, sodę oczyszczoną i nanorurki Katie Benn

Soda oczyszczona, sól kuchenna i detergent to zaskakująco skuteczne składniki do gotowania nanorurek węglowych. Zespół naukowców z MIT odkrył, że takie domowe składniki zawierające sód mogą katalizować wzrost nanorurek węglowych lub CNT w znacznie niższych temperaturach niż wymagają tradycyjne katalizatory, chociaż domowy piekarnik nie byłby wystarczająco gorący, aby mógł działać. Odkrycie może umożliwić wzrost CNT na wielu materiałach, które topiłyby się w wyższych temperaturach, takich jak polimery i inne substancje, oferując sposób na wzmocnienie tych materiałów.

Pod mikroskopem elektronowym nanorurki węglowe przypominają puste cylindry z siatki od kurczaka. Każda rurka jest wykonana ze zwiniętej sieci heksagonalnie ułożonych atomów węgla. Wiązanie między atomami węgla jest niezwykle silne, a po uformowaniu w płaską siatkę (jak grafen) lub rurkowatą (jak w CNT), takie struktury mogą mieć wyjątkową sztywność i wytrzymałość.

Naukowcy zazwyczaj hodują CNT poprzez chemiczne osadzanie z fazy gazowej, w której materiał, taki jak płytka krzemowa, jest powlekany katalizatorem — zwykle związkiem na bazie żelaza — i umieszczany w piecu, przez który przepływają gazy zawierające węgiel. W temperaturach bliskich 800 °C żelazo zaczyna wyciągać z gazu atomy węgla, tworząc pionowe nanorurki.

Naukowcy z MIT eksperymentowali ze sposobami hodowli CNT, kiedy zauważyli, że jedna partia daje wyniki inne niż oczekiwano. Rurki wyglądały trochę śmiesznie, mówi aero-astro profesor Brian Wardle. Okazuje się, że niewielka ilość sodu, który, jak podejrzewaliśmy, był nieaktywny, powodowała cały wzrost.

Przetestowali szereg związków zawierających sód, w tym sodę oczyszczoną, sól kuchenną i granulki detergentów – składniki, które mogli kupić w LaVerde, sklepie spożywczym w centrum studenckim. W końcu zaktualizowali do oczyszczonych wersji tych związków.

Podczas gdy katalizatory żelazowe tworzą nanorurki węglowe w około 800 °C, odkryli, że katalizatory sodowe robią to w około 480 °C. A po około 15 do 30 minutach w piecu sód po prostu wyparował, pozostawiając puste nanorurki węglowe.

Przewidujemy, że dzięki sodzie możliwe będzie uzyskanie w przyszłości wysokiej jakości lamp, mówi student aeroastro-astro Richard Li, główny autor badania. Nawet jeśli użyjesz zwykłej sody oczyszczonej Arm & Hammer, to powinno działać.

ukryć