Lab lukker nanorør ind i bånd ved at skyde dem mod et mål

(Phys.org) —Carbon nanorør ”pakket ud” i grafen -nanoribbons ved en kemisk proces opfundet på Rice University finder brug i alle slags projekter, men risforskere har nu fundet en kemikaliefri måde at pakke dem ud på.

Materialeforsker Pulickel Ajayans rislaboratorium opdagede, at nanorør, der ramte en målende, først bliver til hovedsageligt ujævne klumper af atomer. Men nanorør, der tilfældigvis bredder målet, udpakkes til praktiske bånd, der kan bruges i kompositmaterialer til styrke og applikationer, der drager fordel af deres ønskelige elektriske egenskaber.

Risforskerne ledet af kandidatstuderende Sehmus Ozden rapporterede deres fund i American Chemical Society journal Nano bogstaver .

Resultatet var en overraskelse, Sagde Ozden. "Indtil nu, vi vidste, at vi kunne bruge mekaniske kræfter til at forkorte og skære carbon nanorør. Det er første gang, vi har vist, at carbon nanorør kan pakkes ud ved hjælp af mekaniske kræfter. "

Forskerne affyrede pellets af tilfældigt orienterede, multivæggede carbon nanorør fra en let gaspistol bygget af Rice lab af materialeforsker Enrique Barrera med finansiering fra NASA. Pellets påvirkede et aluminiummål i et vakuumkammer på cirka 15, 000 miles i timen. Da de inspicerede den resulterende kulbruse, de fandt nanorør, der først smadrede ind i målenden eller i en skarp vinkel simpelthen deformerede til et krøllet nanorør. Men rør, der rammer på langs, deles faktisk i bånd med flossede kanter.

"Hypervelocity -påvirkningstest bruges mest til at simulere forskellige projektilers påvirkning på skjolde, rumfartøjer og satellitter, "Ozden sagde." Vi undersøgte mulige applikationer for kulnanorør i rummet, da vi fik dette resultat. "

Effekten blev bekræftet gennem molekylære simuleringer. De viste, at når flermurede rør påvirker målet, det ydre rør flader, rammer de indvendige rør og lukker dem ud efter tur. Enkeltvægs nanorør gør det modsatte; når røret flader, bundvæggen rammer indersiden af ​​den øverste væg, som lynes fra midten ud til kanterne.

Ozden forklarede, at den jævne fordeling af stress langs maven-floppende nanorør, som er mange gange længere end den er bred, bryder carbonbindinger i en linje næsten samtidigt.

Forskerne sagde, at 70 til 80 procent af nanorørene i en pellet pakkes ud i en eller anden grad.

Ozden sagde, at processen eliminerer behovet for at rense kemiske rester fra nanoribbons produceret ved hjælp af nuværende teknikker. "Et skridt, kemikaliefri, rene grafen-nanoribbons af høj kvalitet kan fremstilles ved hjælp af vores metode. De er potentielle kandidater til næste generations elektroniske materialer, " han sagde.