Zephyrnet Logosu

Bor nitrür nanotüplerinin işlenmesi eskiden zordu. Artık değil

Tarih:

Haziran 23, 2022

(Nanowerk Haberleri) Rice Üniversitesi araştırmacılarına göre bor nitrür nanotüplerinin işlenmesi eskiden zordu. Artık değil. Profesörler Matteo Pasquali ve Angel Martí liderliğindeki bir Rice ekibi, son derece değerli nanotüplerin kullanımını basitleştirerek onları havacılık, elektronik ve enerji tasarruflu malzemeler de dahil olmak üzere büyük ölçekli uygulamalara daha uygun hale getirdi. Taramalı elektron mikroskobuyla görülen işlenmemiş bor nitrür nanotüplerinden oluşan bir düğüm. Rice Üniversitesi bilim adamları, karbon nanotüp elyafları yapmak için geliştirdikleri özel ıslak eğirme işlemini kullanarak bunları elyaf halinde birleştirmeye yönelik bir yöntem tanıttı. (Resim: Pasquali Araştırma Grubu/Rice Üniversitesi) Doğa İletişim ("Saf bor nitrür nanotüplerin sıvı kristalleri ve bunların düzenli makroskobik malzemeler halinde birleştirilmesi") bor nitrür nanotüplerinin, yani BNNT'lerin, doğru koşullar altında, öncelikle klorosülfonik asitte ağırlıkça milyonda 170 parçanın üzerindeki konsantrasyonlarda kendilerini sıvı kristaller halinde bir araya getirdiğini. Bu sıvı kristaller, genellikle çözelti içinde oluşan karışık nanotüplere göre işlenmesi çok daha kolay olan hizalanmış BNNT'lerden oluşur. Laboratuvar, sıvı kristal çözeltilerden fiberler ve filmler oluşturmaya başladı. Laboratuvarı çözümler tasarlayan ve Pasquali'nin laboratuvarında üretilen elyafların karakterizasyonuna yardımcı olan Martí, "BNNT elyafları, giyilebilir cihazlardan havacılık araçlarına kadar çeşitli uygulamalara sahip çeşitli ürünlerin üretimi için caziptir" dedi. Bor nitrür nanotüpleri karbon nanotüplere benzer ancak altıgen kafeslerinde karbon yerine alternatif bor ve nitrojen atomları bulunur. Her iki nanotüp türü de güçlüdür, ancak elektriksel olarak iletken karbon nanotüplerin aksine, BNNT'ler iyi elektrik yalıtkanlarıdır ve 900 santigrat dereceye (1,652 Fahrenheit derece) kadar havada termal ve kimyasal olarak stabildirler. Taramalı elektron mikroskobu altında görüldüğü gibi bor nitrür nanotüplerden oluşan sağlam bir lif Taramalı elektron mikroskobu altında görüldüğü gibi bor nitrür nanotüplerinden oluşan sağlam bir lif. Rice Üniversitesi'nde geliştirilen ısıya dayanıklı elyaflar, havacılık ve elektronik uygulamalarında ve enerji tasarruflu malzemeler olarak faydalı olabilir. (Resim: Pasquali Araştırma Grubu/Rice Üniversitesi) Sıvı kristaller oluşturmak için araştırmacıların nanotüplerin kirletici maddeler içermediğinden emin olmaları gerekiyordu. Ne yazık ki, bu kirletici maddeler çoğunlukla işleri yapıştırma tehdidi oluşturan bor nitrür parçalarıydı. Yüksek lisans öğrencisi ve baş yazar Cedric Ginestra, "İlk BNNT örnekleri çok sayıda nanotüp olmayan bor nitrür yapısı içeriyordu" dedi. "Ya BNNT'lere kimyasal olarak bağlıydılar ya da BNNT'lerin asit içinde dağılmasını ve daha yüksek konsantrasyonlarda hizalanmasını önleyecek şekilde fiziksel olarak yapışmışlardı. "Bu bor nitrür allotroplarını BNNT'lerden ayırmak zor, hatta konsantrasyonlarını ölçmek bile zor" dedi. "Tüm farklı bor nitrür türleri, şu ana kadar denediğimiz temel olarak her niceliksel teknikle aynı görünüyor." Sıvı kristal çözeltilerin oluşumu için BNNT saflaştırma süreçlerini optimize etmek amacıyla tedarikçileriyle birlikte çalışmanın ve Pasquali laboratuvarında geliştirilen bir saflaştırma sürecini kullanmanın, daha iyi BNNT partileri elde etmelerine yardımcı olduğunu söyledi. Uygun malzeme üretildiğinde Pasquali grubu, işlemle ilk bor nitrür ipliklerini yapmak için ıslak eğirme tekniklerini karbon nanotüp elyaflara hızlı bir şekilde uyarlamaya hazırlandı. Ginestra, "Başkalarının katı miktarda BNNT alıp iplik yapmak için bunları esnetip büktüğüne dair raporlar var, ancak bu bizim sürecimizden çok farklı" dedi. "Amacımız çok yüksek düzeyde hizalanmış bir elyaf yapmaktı çünkü özellikler nanotüplerin uzunluğu boyunca daha iyi." Sıvı kristallerin lifler için ideal öncü olduğunu çünkü içindeki nanotüplerin zaten hizalanmış olduğunu söyledi. Sıvı kristallerdeki BNNT dizilimi, kristallerin berrak görünseler bile ışığı prizma benzeri şekilde böldüğü bir olay olan çift kırılmalarıyla mikroskobik olarak tanımlandı. Ginestra, filmlerin ayrıca BNNT çözüm işlemenin karbon nanotüpler için geliştirilen yöntemleri nasıl benimseyebileceğini gösterdiğini söyledi. Bu tür şeffaf ince filmler yeni nesil elektroniklerde faydalı olabilir. "Malzeme ve sıvı kristal çözeltiye ilişkin anlayışımız geliştikçe BNNT filmi ve elyaf özellikleri de gelişecektir" dedi. Martí, BNNT filmlerinin ultraviyole ışık, kirlenme önleyici kaplamalar ve korozyon koruması için filtre olarak faydalı olacağını belirtti.

spot_img

En Son İstihbarat

spot_img