Nanotuburile de carbon „colorate structural” cu un strat amorf de dioxid de titan nu numai că le face mai ușoare pentru ochi, ci le face și rezistente la flacără. Aceasta este constatarea cercetătorilor de la Universitatea Tsinghua din Beijing, China, care spun că aceste noi proprietăți ar trebui să faciliteze utilizarea nanotuburilor în dispozitive portabile, textile inteligente și acoperiri funcționale.
Nanotuburile de carbon (CNT) sunt foi rulate de un atom de carbon grosime. Datorită proprietăților lor electrice și mecanice excelente, ele sunt promițătoare pentru multe aplicații, inclusiv fibre ultra-rezistente și fire conductoare. Ele au, totuși, două deficiențe inerente: sunt de culoare neagră, ceea ce le face neatractive din punct de vedere estetic pentru unele aplicații; și sunt inflamabile, ceea ce înseamnă că nu pot fi folosite în medii cu temperatură ridicată în care este prezent oxigen.
Controlul culorii
Cercetătorii conduși de Rufan Zhang of Departamentul de Inginerie Chimică al Universității Tsinghua au acoperit acum CNT-urile cu TiO amorf2 straturi folosind o tehnică numită depunerea stratului atomic (ALD). Ei raportează că această tehnică a funcționat atât pentru fibrele CNT, cât și pentru membranele CNT și că ar putea controla culoarea prin reglarea grosimii acoperirilor.
Echipa a descoperit că, pe lângă creșterea diversității structurale și funcționale a CNTS, procesul de acoperire le face și rezistente la flăcări. Într-adevăr, materialele pot rezista la opt ore de ardere – spre deosebire de CNT-urile obișnuite, care ard ușor.
Stabil din punct de vedere chimic
În comparație cu coloranții și pigmenții convenționali, care sunt instabili chimic și nu pot fi utilizați pentru colorarea CNT-urilor, TiO2 Culorile structurale pe bază de acoperire pot suporta 2000 de cicluri de spălare, spune Zhang, și mai mult de 10 luni de expunere la iradierea ultravioletă de mare intensitate.
Tehnica este convenabilă, simplă, ușor de repetat și ușor de extins, adaugă el. Produce culori strălucitoare, controlabile, cum ar fi indigo, galben-maro, albastru, violet și verde. Important este că nu afectează proprietățile electrice și mecanice intrinseci ale CNT-urilor.
Nanotuburile de carbon ajută electronicele din spațiu să reziste la deteriorarea radiațiilor
TiO2CNT-urile acoperite ar putea fi utilizate în numeroase aplicații de ultimă oră, spune Zhang Lumea fizicii. „Acestea includ fibre ultra-rezistente, dispozitive purtabile, textile inteligente și dispozitive care funcționează în medii cu temperaturi ridicate (cum ar fi avioane, rachete și rachete), afișaje optice, senzori colorimetrici, dispozitive anti-contrafacere, criptare a informațiilor, afișaje fotonice pasive multicolore. , fibre optice și lasere, pentru a numi doar câteva.”
Cercetătorii își propun acum să extindă în continuare gama de culori a CNT-urilor lor. „Vom investiga în continuare performanța excelentă a CNT-urilor colorate și vom analiza aplicațiile interdisciplinare”, spune Zhang.
Lucrarea este descrisă în Avansuri de știință.
