ท่อนาโนคาร์บอน “ระบายสีโครงสร้าง” ด้วยชั้นอสัณฐานของไททาเนียมไดออกไซด์ไม่เพียงแต่ช่วยให้มองเห็นได้ง่ายขึ้นเท่านั้น แต่ยังทำให้ทนต่อการติดไฟอีกด้วย นี่คือการค้นพบของนักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Tsinghua ในกรุงปักกิ่ง ประเทศจีน ซึ่งกล่าวว่าคุณสมบัติใหม่เหล่านี้ควรทำให้ง่ายต่อการใช้ท่อนาโนในอุปกรณ์สวมใส่ สิ่งทออัจฉริยะ และสารเคลือบที่ใช้งานได้
ท่อนาโนคาร์บอน (CNTs) เป็นแผ่นคาร์บอนหนาหนึ่งอะตอมที่ม้วนขึ้น ด้วยคุณสมบัติทางไฟฟ้าและเชิงกลที่ยอดเยี่ยม จึงเหมาะสำหรับการใช้งานหลายประเภท รวมถึงเส้นใยที่แข็งแรงเป็นพิเศษและสายไฟที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม พวกมันมีข้อบกพร่องโดยธรรมชาติอยู่สองประการ: พวกมันมีสีดำสนิทซึ่งทำให้ดูไม่สวยงามสำหรับการใช้งานบางอย่าง และติดไฟได้ซึ่งหมายความว่าไม่สามารถใช้งานได้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงซึ่งมีออกซิเจนอยู่
การควบคุมสี
นักวิจัยนำโดย รูฟาน จาง of ภาควิชาวิศวกรรมเคมีของมหาวิทยาลัยซิงหัว ขณะนี้ได้เคลือบ CNTs ด้วย TiO อสัณฐาน2 ชั้นโดยใช้เทคนิคที่เรียกว่าการทับถมของชั้นอะตอม (ALD) พวกเขารายงานว่าเทคนิคนี้ใช้ได้กับทั้งเส้นใย CNT และเยื่อ CNT และสามารถควบคุมสีได้โดยการปรับความหนาของชั้นเคลือบ
ทีมงานพบว่านอกจากจะเพิ่มความหลากหลายทางโครงสร้างและการทำงานของ CNTS แล้ว กระบวนการเคลือบยังทำให้ทนทานต่อเปลวไฟอีกด้วย วัสดุสามารถทนต่อการเผาไหม้ได้แปดชั่วโมง ซึ่งแตกต่างจาก CNT ทั่วไปที่เผาไหม้ได้ง่าย
มีเสถียรภาพทางเคมี
เมื่อเปรียบเทียบกับสีย้อมและผงสีทั่วไป ซึ่งไม่เสถียรทางเคมีและไม่สามารถใช้สำหรับทำสี CNT ได้ TiO2 สีโครงสร้างที่เคลือบผิวสามารถทนทานต่อการซัก 2000 รอบ Zhang กล่าว และมากกว่า 10 เดือนของการฉายรังสีอัลตราไวโอเลตความเข้มสูง
เทคนิคนี้สะดวก ง่าย ทำซ้ำได้ง่าย และขยายขนาดได้ง่าย เขากล่าวเสริม ทำให้เกิดสีที่สดใสและควบคุมได้ เช่น คราม น้ำตาลเหลือง น้ำเงิน ม่วง และเขียว ที่สำคัญไม่ส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติทางไฟฟ้าและทางกลที่แท้จริงของ CNT
ท่อนาโนคาร์บอนช่วยให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีขอบเขตจำกัดสามารถต้านทานความเสียหายจากรังสี
ทีโอ2-CNTs แบบเคลือบอาจนำไปใช้ในแอพพลิเคชั่นล้ำสมัยมากมาย Zhang บอก โลกฟิสิกส์. “สิ่งเหล่านี้รวมถึงเส้นใยที่แข็งแรงเป็นพิเศษ อุปกรณ์สวมใส่ได้ สิ่งทออัจฉริยะ และอุปกรณ์ที่ทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง (เช่น เครื่องบิน ขีปนาวุธ และจรวด) จอแสดงผลแบบออปติคัล เซ็นเซอร์วัดสี อุปกรณ์ป้องกันการปลอมแปลง การเข้ารหัสข้อมูล จอแสดงผลโฟโตนิกแบบพาสซีฟหลายสี เส้นใยแก้วนำแสง และเลเซอร์ เป็นต้น”
ตอนนี้นักวิจัยมีเป้าหมายที่จะขยายช่วงสีของ CNTs ของพวกเขาให้มากขึ้น “เราจะตรวจสอบเพิ่มเติมเกี่ยวกับประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมของ CNTs ที่มีสี และพิจารณาถึงการใช้งานแบบสหวิทยาการ” Zhang กล่าว
อธิบายผลงานไว้ใน วิทยาศาสตร์ก้าวหน้า.
