Ny opdagelse viser løfte om fremtidig hastighed af syntetisering af høj-efterspørgsel nanomaterialer

En ny opdagelse fra University of Oklahoma og North Carolina State University-forskere viser et gennembrud i at fremskynde processen til at syntetisere overgangsmetaloxid-nanostrukturer. Det, der engang havde taget dage, kan nu opnås øjeblikkeligt.

Efter tidligere succes med at bruge en iltberiget flamme til at syntetisere almindelige nanomaterialer, såsom kulstof nanorør, nanofibre og fullerener, Professor Wilson Merchán-Merchán ved OU College of Engineering og hans team udførte eksperimenter ved hjælp af samme metode for at skabe en ny form for nanostrukturer. I stedet for at syntetisere kulstof nanomaterialerne, de opdagede en metode til at skabe 1-D og 3-D TMO'er, der har karakteristiske elektroniske og mekaniske egenskaber.

Med en flerårig bevilling fra National Science Foundation, Merchán-Merchán og hans forskningspartnere udsætter bulkovergangsmetaller for de varmeste dele af en iltberiget flamme. Ud fra den reaktion, høj-efterspørgsel overgang metal-oxid nanostrukturer syntetiseres øjeblikkeligt, inklusive nanorods, hule kanaler og hybride nanotråde og blodplader.

Billig og hurtig vækst af TMO'er betyder en bedre chance for storskala syntese og eventuel fælles brug på markedet. Potentialet for øget udbud har ført til øget eksperimentering med kapaciteten af ​​TMO'er, og resultaterne viser deres effektivitet i en bred vifte af applikationer.

"For nylig, endimensionelle TMO naonostrukturer har tiltrukket sig enorm opmærksomhed på grund af deres anvendelser inden for optik, medicin og elektronik, " sagde Merchán-Merchán. "For eksempel, kanalstrukturerne i mikronstørrelse med nanometer vægtykkelse indeholder slanke, prismatiske og helt hule hulrum, der kan bruges i medicinske applikationer til lægemiddellevering."

Seneste, dette forskerhold har belagt overfladen af ​​solpaneler med en af ​​deres flammeformede nanorods af wolframoxid. Resultatet var en stigning på 5 procent i solpanelets effektivitet, en stor gevinst i betragtning af solpanelernes notorisk lave effektivitetsvurdering på 15 til 20 procent.

Med uendelige applikationer og en ny horisont af muligheder, Merchán-Mercháns forskning i TMO'er er stadig i sin vorden.

"Den distinkte form og kemiske sammensætning af de flammeformede nanostrukturer kan ændre den måde, mange produkter er designet på, " sagde Merchán-Merchán.

"Vores næste skridt er at udvide anvendelsen af ​​TMO'er ved hjælp af flammer, på en række markeder lige fra solpaneler til elektroder til at penetrere biologiske væv til medicinafgivelse og elektroder i lithium-ion-batterier."