«Структурное окрашивание» углеродных нанотрубок аморфным слоем диоксида титана не только делает их более легкими для глаз, но и делает их огнестойкими. К такому выводу пришли исследователи из Университета Цинхуа в Пекине, Китай, которые говорят, что эти новые свойства должны облегчить использование нанотрубок в носимых устройствах, умном текстиле и функциональных покрытиях.
Углеродные нанотрубки (УНТ) представляют собой скрученные листы углерода толщиной в один атом. Благодаря своим превосходным электрическим и механическим свойствам они перспективны для многих применений, включая сверхпрочные волокна и токопроводящие провода. Однако у них есть два неотъемлемых недостатка: они угольно-черного цвета, что делает их эстетически непривлекательными для некоторых применений; и они легко воспламеняются, что означает, что их нельзя использовать в высокотемпературных средах, где присутствует кислород.
Контроль цвета
Исследователи во главе с Руфан Чжан of Факультет химического машиностроения Университета Цинхуа теперь покрыли УНТ аморфным TiO2 слоев с использованием метода, называемого осаждением атомных слоев (ALD). Они сообщают, что этот метод работал как для волокон УНТ, так и для мембран УНТ, и что они могли контролировать цвет, регулируя толщину покрытий.
Команда обнаружила, что помимо увеличения структурного и функционального разнообразия УНТ процесс нанесения покрытия также делает их устойчивыми к огню. Действительно, материалы выдерживают восьмичасовое горение — в отличие от обычных УНТ, которые легко горят.
Химически стабильный
По сравнению с обычными красителями и пигментами, которые химически нестабильны и не могут использоваться для окрашивания УНТ, TiO2 По словам Чжан, структурные красители на основе покрытия могут выдержать 2000 циклов стирки и более 10 месяцев воздействия интенсивного ультрафиолетового излучения.
Эта техника удобна, проста, легко воспроизводима и масштабируема, добавляет он. Он производит яркие, контролируемые цвета, такие как индиго, желто-коричневый, синий, фиолетовый и зеленый. Важно отметить, что это не влияет на собственные электрические и механические свойства УНТ.
Углеродные нанотрубки помогают космической электронике противостоять радиационным повреждениям
TiO2По словам Чжан, УНТ с покрытием могут использоваться во многих передовых приложениях. Мир физики. «К ним относятся сверхпрочные волокна, носимые устройства, умный текстиль и устройства, работающие в высокотемпературных средах (например, самолеты, ракеты и ракеты), оптические дисплеи, колориметрические датчики, устройства защиты от подделок, шифрование информации, многоцветные пассивные фотонные дисплеи. , оптические волокна и лазеры, и это лишь некоторые из них».
Теперь исследователи стремятся еще больше расширить цветовой диапазон своих УНТ. «Мы также будем дополнительно исследовать отличные характеристики цветных УНТ и изучать междисциплинарные приложения», — говорит Чжан.
Работа описана в Наука развивается.
