"Strukturfargede" karbon-nanorør med et amorft lag av titandioksid gjør dem ikke bare lettere for øyet, det gjør dem også flammebestandige. Dette er funnet av forskere fra Tsinghua University i Beijing, Kina, som sier at disse nye egenskapene skal gjøre det lettere å bruke nanorør i bærbare enheter, smarte tekstiler og funksjonelle belegg.
Karbon nanorør (CNTs) er sammenrullede ark av karbon ett atom tykt. Takket være deres utmerkede elektriske og mekaniske egenskaper, viser de lovende for mange bruksområder, inkludert ultrasterke fibre og ledende ledninger. De har imidlertid to iboende mangler: de er kulsvarte i fargen, noe som gjør dem estetisk lite attraktive for noen bruksområder; og de er brannfarlige, noe som betyr at de ikke kan brukes i høytemperaturmiljøer der oksygen er tilstede.
Fargekontroll
Forskere ledet av Rufan Zhang of Tsinghua Universitys avdeling for kjemiteknikk har nå belagt CNT-er med amorf TiO2 lag ved bruk av en teknikk som kalles atomlagavsetning (ALD). De rapporterer at denne teknikken fungerte for både CNT-fibre og CNT-membraner og at de kunne kontrollere fargen ved å justere tykkelsen på beleggene.
Teamet fant at i tillegg til å øke det strukturelle og funksjonelle mangfoldet til CNTS, gjør belegningsprosessen dem også motstandsdyktige mot flammer. Materialene tåler faktisk åtte timers brenning – i motsetning til vanlige CNT-er, som lett brenner.
Kjemisk stabil
Sammenlignet med konvensjonelle fargestoffer og pigmenter, som er kjemisk ustabile og ikke kan brukes til å farge CNT, TiO2 belegg-baserte strukturelle farger kan tåle 2000 sykluser med hvitvasking, sier Zhang, og mer enn 10 måneders eksponering for høy-intensitet ultrafiolett bestråling.
Teknikken er praktisk, enkel, lett repeterbar og lett å skalere opp, legger han til. Den produserer strålende, kontrollerbare farger, som indigo, gul-brun, blå, lilla og grønn. Viktigere, det påvirker ikke de iboende elektriske og mekaniske egenskapene til CNT-ene.
Karbon nanorør hjelper rombundet elektronikk motstå strålingsskader
TiO2-belagte CNT-er kan brukes i en rekke banebrytende applikasjoner, forteller Zhang Fysikkens verden. "Disse inkluderer ultrasterke fibre, bærbare enheter, smarte tekstiler og enheter som opererer i høytemperaturmiljøer (som fly, missiler og raketter), optiske skjermer, kolorimetriske sensorer, enheter mot forfalskning, informasjonskryptering, passive fotoniske skjermer i flere farger. , optiske fibre og lasere, for bare å nevne noen.»
Forskerne har nå som mål å utvide fargespekteret til CNT-ene sine ytterligere. "Vi vil også undersøke den utmerkede ytelsen til de fargede CNT-ene og se nærmere på tverrfaglige applikasjoner," sier Zhang.
Arbeidet er beskrevet i Vitenskap Fremskritt.
