Los nanotubos de carbono de "coloración estructural" con una capa amorfa de dióxido de titanio no solo los hacen más agradables a la vista, sino que también los hacen resistentes a las llamas. Este es el hallazgo de investigadores de la Universidad de Tsinghua en Beijing, China, quienes dicen que estas nuevas propiedades deberían facilitar el empleo de nanotubos en dispositivos portátiles, textiles inteligentes y recubrimientos funcionales.
Los nanotubos de carbono (CNT) son láminas enrolladas de carbono de un átomo de espesor. Gracias a sus excelentes propiedades eléctricas y mecánicas, son prometedores para muchas aplicaciones, incluidas las fibras ultrarresistentes y los cables conductores. Sin embargo, tienen dos defectos inherentes: son de color negro azabache, lo que los hace estéticamente poco atractivos para algunas aplicaciones; y son inflamables, lo que significa que no pueden emplearse en ambientes de alta temperatura donde hay oxígeno presente.
control de color
Investigadores liderados por rufan zhang of Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Tsinghua ahora han recubierto CNT con TiO amorfo2 capas usando una técnica llamada deposición de capa atómica (ALD). Informan que esta técnica funcionó tanto para las fibras CNT como para las membranas CNT y que pudieron controlar el color ajustando el grosor de los recubrimientos.
El equipo descubrió que, además de aumentar la diversidad estructural y funcional de los CNTS, el proceso de recubrimiento también los hace resistentes a las llamas. De hecho, los materiales pueden soportar ocho horas de combustión, a diferencia de los CNT ordinarios, que se queman con facilidad.
Químicamente estable
En comparación con los colorantes y pigmentos convencionales, que son químicamente inestables y no se pueden utilizar para colorear CNT, el TiO2 Los colores estructurales basados en revestimientos pueden soportar 2000 ciclos de lavado, dice Zhang, y más de 10 meses de exposición a la radiación ultravioleta de alta intensidad.
La técnica es conveniente, simple, fácilmente repetible y fácil de ampliar, agrega. Produce colores brillantes y controlables, como índigo, amarillo-marrón, azul, púrpura y verde. Es importante destacar que no afecta las propiedades eléctricas y mecánicas intrínsecas de los CNT.
Los nanotubos de carbono ayudan a la electrónica espacial a resistir el daño por radiación
El TiO2Los CNT recubiertos podrían usarse en numerosas aplicaciones de vanguardia, dice Zhang Mundo de la física. “Estos incluyen fibras ultrarresistentes, dispositivos portátiles, textiles inteligentes y dispositivos que funcionan en entornos de alta temperatura (como aviones, misiles y cohetes), pantallas ópticas, sensores colorimétricos, dispositivos antifalsificación, cifrado de información, pantallas fotónicas pasivas multicolores. , fibras ópticas y láseres, por nombrar solo algunos”.
Los investigadores ahora tienen como objetivo ampliar aún más la gama de colores de sus CNT. "También investigaremos más a fondo el excelente rendimiento de los CNT de colores y buscaremos aplicaciones interdisciplinarias", dice Zhang.
El trabajo se describe en Science Advances.
