"Strukturno obarvanje" ogljikovih nanocevk z amorfno plastjo titanovega dioksida ne le olajša oči, temveč jih naredi tudi ognjeodporne. To je ugotovitev raziskovalcev z univerze Tsinghua v Pekingu na Kitajskem, ki pravijo, da naj bi te nove lastnosti olajšale uporabo nanocevk v nosljivih napravah, pametnem tekstilu in funkcionalnih premazih.
Ogljikove nanocevke (CNT) so zvite plošče ogljika, debele en atom. Zahvaljujoč svojim odličnim električnim in mehanskim lastnostim obetajo številne aplikacije, vključno z ultra močnimi vlakni in prevodnimi žicami. Imajo pa dve prirojeni pomanjkljivosti: so črne barve, zaradi česar so estetsko neprivlačni za nekatere aplikacije; in so vnetljivi, kar pomeni, da jih ni mogoče uporabiti v okoljih z visoko temperaturo, kjer je prisoten kisik.
Nadzor barv
Raziskovalci pod vodstvom Rufan Zhang of Oddelek za kemijsko inženirstvo Univerze Tsinghua zdaj CNT-je prevlekli z amorfnim TiO2 plasti z uporabo tehnike, imenovane atomsko plastično nanašanje (ALD). Poročajo, da je ta tehnika delovala tako za CNT vlakna kot za CNT membrane in da so lahko nadzorovali barvo s prilagajanjem debeline prevlek.
Skupina je ugotovila, da poleg povečanja strukturne in funkcionalne raznolikosti CNTS, postopek prevleke naredi tudi odporne proti ognju. Dejansko lahko materiali prenesejo osem ur gorenja – za razliko od navadnih CNT, ki zlahka gorijo.
Kemično stabilen
V primerjavi z običajnimi barvili in pigmenti, ki so kemično nestabilni in jih ni mogoče uporabiti za barvanje CNT, TiO2 strukturne barve na osnovi premazov lahko prenesejo 2000 ciklov pranja, pravi Zhang, in več kot 10 mesecev izpostavljenosti visokointenzivnemu ultravijoličnemu sevanju.
Tehnika je priročna, preprosta, zlahka ponovljiva in enostavna za povečevanje, dodaja. Proizvaja briljantne barve, ki jih je mogoče nadzorovati, kot so indigo, rumeno-rjava, modra, vijolična in zelena. Pomembno je, da ne vpliva na intrinzične električne in mehanske lastnosti CNT.
Ogljikove nanocevke pomagajo vesoljski elektroniki upreti poškodbam zaradi sevanja
TiO2CNT-ji s prevleko se lahko uporabljajo v številnih najsodobnejših aplikacijah, pravi Zhang Svet fizike. »To vključuje ultra močna vlakna, nosljive naprave, pametne tekstilije in naprave, ki delujejo v okoljih z visoko temperaturo (kot so letala, izstrelki in rakete), optične zaslone, kolorimetrične senzorje, naprave proti ponarejanju, šifriranje informacij, večbarvne pasivne fotonske zaslone , optična vlakna in laserji, če naštejemo le nekatere.«
Raziskovalci zdaj nameravajo še razširiti barvno paleto svojih CNT. "Nadalje bomo raziskali tudi odlično delovanje barvnih CNT in preučili interdisciplinarne aplikacije," pravi Zhang.
Delo je opisano v Znanost Predplačila.
