La “colorazione strutturale” dei nanotubi di carbonio con uno strato amorfo di biossido di titanio non solo li rende più piacevoli alla vista, ma li rende anche resistenti alla fiamma. Questa è la scoperta dei ricercatori dell'Università Tsinghua di Pechino, Cina, i quali affermano che queste nuove proprietà dovrebbero rendere più semplice l'impiego dei nanotubi in dispositivi indossabili, tessuti intelligenti e rivestimenti funzionali.
I nanotubi di carbonio (CNT) sono fogli arrotolati di carbonio dello spessore di un atomo. Grazie alle loro eccellenti proprietà elettriche e meccaniche, sono promettenti per molte applicazioni, comprese fibre ultra resistenti e fili conduttivi. Presentano però due difetti intrinseci: sono di colore nero intenso, il che li rende esteticamente poco attraenti per alcune applicazioni; e sono infiammabili, il che significa che non possono essere impiegati in ambienti ad alta temperatura in cui è presente ossigeno.
Controllo del colore
I ricercatori guidati da Rufan Zhang of Dipartimento di Ingegneria Chimica dell'Università di Tsinghua hanno ora rivestito i CNT con TiO amorfo2 strati utilizzando una tecnica chiamata deposizione di strati atomici (ALD). Riferiscono che questa tecnica ha funzionato sia per le fibre CNT che per le membrane CNT e che potrebbero controllare il colore regolando lo spessore dei rivestimenti.
Il team ha scoperto che oltre ad aumentare la diversità strutturale e funzionale dei CNTS, il processo di rivestimento li rende anche resistenti alle fiamme. In effetti, i materiali possono resistere a otto ore di combustione, a differenza dei normali CNT, che bruciano facilmente.
Chimicamente stabile
Rispetto ai coloranti e ai pigmenti convenzionali, che sono chimicamente instabili e non possono essere utilizzati per colorare i CNT, il TiO2 I colori strutturali a base di rivestimento possono sopportare 2000 cicli di lavaggio, afferma Zhang, e più di 10 mesi di esposizione a radiazioni ultraviolette ad alta intensità.
La tecnica è comoda, semplice, facilmente ripetibile e facile da ampliare, aggiunge. Produce colori brillanti e controllabili, come l'indaco, il giallo-marrone, il blu, il viola e il verde. È importante sottolineare che non influisce sulle proprietà elettriche e meccaniche intrinseche dei CNT.
I nanotubi di carbonio aiutano l'elettronica legata allo spazio a resistere ai danni delle radiazioni
Il TiO2I CNT rivestiti potrebbero essere utilizzati in numerose applicazioni all’avanguardia, spiega Zhang Mondo della fisica. “Questi includono fibre ultra resistenti, dispositivi indossabili, tessuti intelligenti e dispositivi che operano in ambienti ad alta temperatura (come aerei, missili e razzi), display ottici, sensori colorimetrici, dispositivi anticontraffazione, crittografia delle informazioni, display fotonici passivi multicolori , fibre ottiche e laser, solo per citarne alcuni.”
I ricercatori mirano ora ad espandere ulteriormente la gamma di colori dei loro CNT. "Inoltre esamineremo ulteriormente le eccellenti prestazioni dei CNT colorati ed esamineremo le applicazioni interdisciplinari", afferma Zhang.
L'opera è descritta in Anticipi Scienza.
