Forskere konverterer landbrugsaffald til siliciumcarbid af høj værdi

Over hele kloden, milliarder af pund landbrugsaffald genereres hvert år. Forskere ved U.S.Naval Research Laboratory (NRL) undersøger måder at omdanne dette affald til siliciumcarbid af høj værdi, der kan bruges til forskellige elektroniske og strukturelle applikationer.

Landbrugsprodukter, såsom risskaller, majsstængler, majskolber, sorghum blade, hvedeaff, jordnøddeskaller, og andre skaller og rester anses for at have ingen værdi og bliver ofte pløjet på markerne. De bortskaffes nogle gange ved at brænde, som skaber miljøfarer ved frigivelse af aske, CO ₂ , og nanopartikler ud i luften.

Forskere er klar over, at dette landbrugsaffald har et betydeligt højt siliciumindhold i en molekylær tilstand, ligner kulbrinter. Bevæbnet med den viden, NRL's Dr. Syed B. Qadri og hans forskerhold har opdaget, at disse landbrugsprodukter økonomisk kan omdannes til siliciumcarbid (SiC) bestående af nanostrukturer og nanoroder i forskellige polytyper. NRL -teamet opnåede dette ved pyrolyse af landbrugsaffaldet for at producere de krystallinske faser af siliciumcarbid, en meget stabil forbindelse, i forskellige former for nanokrystaller, nanoroder, og nanotråde. Ved selektiv opvarmning og afkøling af landbrugsaffaldsprodukter, de var i stand til systematisk at undersøge rollen som temperaturstigning og afkølingshastigheder. De observerede, at denne opvarmnings- og køleproces direkte påvirker de udvidede defektdannelsesmekanismer, der hjælper med at ændre det optiske, elektrisk, og strukturelle egenskaber ved disse nanopartikler.

På grund af dens unikke egenskaber - høj nedbrydningsspænding, kemisk inertitet, høj varmeledningsevne, dimensionel stabilitet, bredt båndgab, høj strålingsresistens, og mekanisk hårdhed - SiC er nyttig i mange kommercielle elektroniske og strukturelle enheder. For nylig, SiC-nanopartikler er blevet demonstreret som et lovende alternativ til plasmoniske metaller i melleminfrarød nanoskalaoptik, kemisk sansning, og optiske metamaterialer. Dr. Qadri forklarer, "Disse SiC -nanotråde og nanorør produceret fra landbrugsprodukter vil have mange industrielle og potentielle nanoteknologiske applikationer."

NRL -forskergruppen undersøger potentialet for brug af SiC til kemisk registrering, optiske metamaterialer, strukturelle kompositter, og elektronisk nanoskala. Ser man på fremtiden, SiC -nanopartikler lover også at levere dramatiske forbedringer inden for IR -spektroskopi.