"Rakenteellisesti värjätyt" hiilinanoputket, joissa on amorfinen titaanidioksidikerros, eivät ainoastaan helpota niitä, vaan tekevät niistä myös tulenkestäviä. Tämä on Kiinan Pekingin Tsinghuan yliopiston tutkijoiden havainto, jonka mukaan näiden uusien ominaisuuksien pitäisi helpottaa nanoputkien käyttöä puettavissa laitteissa, älykkäissä tekstiileissä ja toiminnallisissa pinnoitteissa.
Hiilinanoputket (CNT) ovat rullattuja yhden hiiliatomin paksuisia levyjä. Erinomaisten sähköisten ja mekaanisten ominaisuuksiensa ansiosta ne ovat lupaavia moniin sovelluksiin, mukaan lukien ultravahvat kuidut ja johtavat johdot. Niissä on kuitenkin kaksi luontaista puutetta: ne ovat väriltään jet mustia, mikä tekee niistä esteettisesti houkuttelemattomia joissakin sovelluksissa; ja ne ovat syttyviä, mikä tarkoittaa, että niitä ei voida käyttää korkeissa lämpötiloissa, joissa on happea.
Värinhallinta
Tutkijat johdolla Rufan Zhang of Tsinghuan yliopiston kemiantekniikan laitos ovat nyt pinnoittaneet CNT:t amorfisella TiO:lla2 kerrokset käyttämällä tekniikkaa nimeltä atomic layer deposition (ALD). He raportoivat, että tämä tekniikka toimi sekä CNT-kuiduille että CNT-kalvoille ja että he pystyivät hallitsemaan väriä säätämällä pinnoitteiden paksuutta.
Tiimi havaitsi, että CNTS:n rakenteellisen ja toiminnallisen monimuotoisuuden lisäämisen lisäksi pinnoitusprosessi tekee niistä myös tulenkestäviä. Materiaalit kestävätkin kahdeksan tunnin palamisen – toisin kuin tavalliset CNT:t, jotka palavat helposti.
Kemiallisesti stabiili
Verrattuna perinteisiin väriaineisiin ja pigmentteihin, jotka ovat kemiallisesti epästabiileja ja joita ei voida käyttää CNT:iden värjäämiseen, TiO2 Pinnoitepohjaiset rakennevärit kestävät 2000 pesusykliä, Zhang sanoo, ja yli 10 kuukauden altistuksen voimakkaalle ultraviolettisäteilylle.
Tekniikka on kätevä, yksinkertainen, helposti toistettavissa ja helppo skaalata, hän lisää. Se tuottaa loistavia, hallittavia värejä, kuten indigoa, kelta-ruskeaa, sinistä, violettia ja vihreää. Tärkeää on, että se ei vaikuta CNT:iden luontaisiin sähköisiin ja mekaanisiin ominaisuuksiin.
Hiilinanoputket auttavat avaruudessa olevaa elektroniikkaa vastustamaan säteilyvaurioita
TiO2-pinnoitettuja CNT:itä voidaan käyttää lukuisissa huippuluokan sovelluksissa, Zhang kertoo Fysiikan maailma. "Näitä ovat erittäin vahvat kuidut, puettavat laitteet, älytekstiilit ja laitteet, jotka toimivat korkeissa lämpötiloissa (kuten lentokoneet, ohjukset ja raketit), optiset näytöt, kolorimetriset anturit, väärennösten estolaitteet, tiedon salaus, moniväriset passiiviset fotoninäytöt , optiset kuidut ja laserit, vain muutamia mainitakseni."
Tutkijat pyrkivät nyt laajentamaan edelleen CNT-värivalikoimaansa. "Tutkimme myös edelleen värillisten CNT:iden erinomaista suorituskykyä ja tutkimme monialaisia sovelluksia", Zhang sanoo.
Teos on kuvattu Tiede ennakot.
