צינורות פחמן "צובעים בצורה מבנית" עם שכבה אמורפית של טיטניום דו חמצני לא רק מקלה עליהם על העין, אלא גם הופכת אותם לעמידים בפני להבה. זהו הממצא של חוקרים מאוניברסיטת Tsinghua בבייג'ינג, סין, שאומרים כי התכונות החדשות הללו אמורות להקל על השימוש בננו-צינורות במכשירים לבישים, טקסטיל חכם וציפויים פונקציונליים.
ננו-צינוריות פחמן (CNT) הן יריעות מגולגלות של פחמן בעובי אטום אחד. הודות לתכונות החשמליות והמכניות המצוינות שלהם, הם מראים הבטחה ליישומים רבים, כולל סיבים חזקים במיוחד וחוטים מוליכים. עם זאת, יש להם שני חסרונות מובנים: הם בצבע שחור ג'ט, מה שהופך אותם לבלתי אטרקטיביים מבחינה אסתטית עבור יישומים מסוימים; והם דליקים, מה שאומר שלא ניתן להשתמש בהם בסביבות בטמפרטורה גבוהה שבהן קיים חמצן.
שליטה בצבע
חוקרים בראשות רופאן ג'אנג of המחלקה להנדסה כימית של אוניברסיטת טסינגואה ציפו כעת CNT עם TiO אמורפי2 שכבות באמצעות טכניקה הנקראת שכבה אטומית (ALD). הם מדווחים כי טכניקה זו עבדה הן עבור סיבי CNT והן עבור ממברנות CNT וכי הם יכלו לשלוט בצבע על ידי כוונון עובי הציפויים.
הצוות מצא כי לצד הגדלת המגוון המבני והתפקודי של ה-CNTS, תהליך הציפוי גם הופך אותם לעמידים בפני להבות. ואכן, החומרים יכולים לעמוד בשמונה שעות של שריפה - שלא כמו CNTs רגילים, שנשרפים בקלות.
יציב מבחינה כימית
בהשוואה לצבעים ופיגמנטים קונבנציונליים, שאינם יציבים מבחינה כימית ולא ניתן להשתמש בהם לצביעת CNTs, ה-TiO2 צבעים מבניים מבוססי ציפוי יכולים לסבול 2000 מחזורי כביסה, אומר ג'אנג, ויותר מ-10 חודשים של חשיפה לקרינה אולטרה סגולה בעוצמה גבוהה.
הטכניקה נוחה, פשוטה, ניתנת לחזרה בקלות וקל להגדלה, הוא מוסיף. הוא מייצר צבעים מבריקים וניתנים לשליטה, כגון אינדיגו, צהוב-חום, כחול, סגול וירוק. חשוב לציין, זה לא משפיע על התכונות החשמליות והמכניות הפנימיות של ה-CNT.
ננו-צינוריות פחמן עוזרות לאלקטרוניקה המחוברת לחלל להתנגד לנזקי קרינה
ה-TiO2ניתן להשתמש ב-CNT מצופים ביישומים חדישים רבים, אומר ג'אנג עולם הפיזיקה. "אלה כוללים סיבים חזקים במיוחד, מכשירים לבישים, טקסטיל חכם והתקנים הפועלים בסביבות בטמפרטורה גבוהה (כגון מטוסים, טילים ורקטות), צגים אופטיים, חיישנים קולורימטריים, מכשירים נגד זיוף, הצפנת מידע, צגים פוטוניים פסיביים רב-צבעוניים. , סיבים אופטיים ולייזרים, אם להזכיר רק כמה."
החוקרים שואפים כעת להרחיב עוד יותר את טווח הצבעים של ה-CNT שלהם. "אנחנו גם נחקור את הביצועים המצוינים של ה-CNT הצבעוני ונבדוק יישומים בין-תחומיים", אומר ג'אנג.
העבודה מתוארת ב התקדמות מדע.
