"التلوين الهيكلي" للأنابيب النانوية الكربونية بطبقة غير متبلورة من ثاني أكسيد التيتانيوم لا يجعلها أسهل على العين فحسب ، بل تجعلها أيضًا مقاومة للهب. هذه هي النتيجة التي توصل إليها باحثون من جامعة تسينغهوا في بكين ، الصين ، الذين يقولون إن هذه الخصائص الجديدة ستجعل من الأسهل استخدام الأنابيب النانوية في الأجهزة القابلة للارتداء والمنسوجات الذكية والطلاءات الوظيفية.
الأنابيب النانوية الكربونية (CNTs) عبارة عن صفائح ملفوفة من الكربون بسمك ذرة واحدة. بفضل خصائصها الكهربائية والميكانيكية الممتازة ، فإنها تبشر بالكثير من التطبيقات ، بما في ذلك الألياف فائقة القوة والأسلاك الموصلة. ومع ذلك ، لديهم عيبان متأصلان: لونهم أسود نفاث ، مما يجعلها غير جذابة من الناحية الجمالية لبعض التطبيقات ؛ وهي قابلة للاشتعال ، مما يعني أنه لا يمكن استخدامها في البيئات عالية الحرارة حيث يوجد الأكسجين.
التحكم في اللون
الباحثون بقيادة روفان تشانغ of قسم الهندسة الكيميائية بجامعة تسينغهوا الآن مغلفة CNTs مع TiOXNUMX غير متبلور2 الطبقات باستخدام تقنية تسمى ترسيب الطبقة الذرية (ALD). أفادوا أن هذه التقنية تعمل مع كل من ألياف CNT وأغشية CNT وأن بإمكانهم التحكم في اللون عن طريق ضبط سمك الطلاء.
وجد الفريق أنه بالإضافة إلى زيادة التنوع الهيكلي والوظيفي لـ CNTS ، فإن عملية الطلاء تجعلها أيضًا مقاومة للهب. في الواقع ، يمكن أن تتحمل المواد ثماني ساعات من الاحتراق - على عكس الأنابيب النانوية الكربونية العادية ، التي تحترق بسهولة.
مستقر كيميائيا
بالمقارنة مع الأصباغ والأصباغ التقليدية ، والتي هي غير مستقرة كيميائيًا ولا يمكن استخدامها لتلوين الأنابيب النانوية الكربونية ، فإن TiOXNUMX2 يقول تشانغ إن الألوان الهيكلية القائمة على الطلاء يمكن أن تتحمل 2000 دورة غسيل ، وأكثر من 10 أشهر من التعرض للإشعاع فوق البنفسجي عالي الكثافة.
ويضيف أن هذه التقنية مريحة وبسيطة وقابلة للتكرار بسهولة ويسهل توسيع نطاقها. ينتج ألوانًا رائعة يمكن التحكم فيها ، مثل النيلي والأصفر البني والأزرق والأرجواني والأخضر. الأهم من ذلك ، أنه لا يؤثر على الخواص الكهربائية والميكانيكية الجوهرية لأنابيب الكربون النانوية.
تساعد الأنابيب النانوية الكربونية الأجهزة الإلكترونية الموجودة في الفضاء على مقاومة أضرار الإشعاع
TiO2يقول تشانغ إنه يمكن استخدام الأنابيب النانوية الكربونية المغلفة في العديد من التطبيقات المتطورة عالم الفيزياء. "يشمل ذلك الألياف فائقة القوة ، والأجهزة القابلة للارتداء ، والمنسوجات الذكية والأجهزة التي تعمل في بيئات شديدة الحرارة (مثل الطائرات والصواريخ والصواريخ) ، وشاشات العرض البصرية ، وأجهزة الاستشعار اللونية ، وأجهزة مكافحة التزييف ، وتشفير المعلومات ، وشاشات العرض الضوئية السلبية متعددة الألوان. والألياف الضوئية والليزر ، على سبيل المثال لا الحصر. "
يهدف الباحثون الآن إلى زيادة توسيع نطاق ألوان الأنابيب النانوية الكربونية. يقول Zhang: "سنقوم أيضًا بالتحقيق بشكل أكبر في الأداء الممتاز لأنابيب الكربون النانوية الملونة وننظر في التطبيقات متعددة التخصصات".
يوصف العمل في علم السلف.
