Microcombing skaber stærkere, mere ledende carbon nanorørfilm

Forskere fra North Carolina State University og Kinas Suzhou Institute of Nano-Science og Nano-Biotics har udviklet en billig teknik kaldet "microcombing" til at justere carbon nanorør (CNT'er), som kan bruges til at skabe store, rene CNT -film, der er stærkere end nogen tidligere sådanne film. Teknikken forbedrer også den elektriske ledningsevne, der gør disse film attraktive til brug i elektroniske og rumfartsapplikationer.

"Det er en simpel proces og kan skabe en let CNT -film, eller 'bucky papir, 'der er en meter bred og dobbelt så stærk som tidligere sådanne film - den er endnu stærkere end CNT -fibre, "siger Yuntian Zhu, Fremstående professor i materialevidenskab og teknik ved NC State og tilsvarende forfatter til et papir, der beskriver arbejdet.

Forskerne begynder med at dyrke CNT'erne på et konventionelt substrat i en tætpakket matrix. CNT'erne er sammenfiltrede, så når forskere trækker i den ene ende af arrayet, danner CNT'erne et kontinuerligt bånd, der kun er nanometer tykt. Dette bånd er fastgjort til en spole, som begynder at sno båndet op.

Når spolen trækker, CNT -båndet trækkes mellem to kirurgiske blade. Mens knivene ser direkte ud for det blotte øje, de har faktisk sprækker i mikrometer på deres forkant. Disse revner skaber en slags "mikrokam", der trækker CNT'erne i overensstemmelse - ligesom en almindelig kam sorterer gennem sammenfiltret hår.

Når båndet af justerede CNT'er bliver viklet på spolen, forskerne anvender en alkoholopløsning. Dette trækker CNT'erne tættere sammen, styrke forbindelserne mellem CNT'er.

CNT -båndet vikles rundt om sig selv, mens det snor sig rundt om spolen, at skabe en lagdelt film af rene CNT'er. Forskere kan kontrollere filmens tykkelse ved at kontrollere antallet af lag.

CNT -filmene, der er fremstillet ved hjælp af mikrokombinationsteknikken, havde mere end det dobbelte af trækstyrken for de ikke -kammede CNT -film - større end 3 gigapascal for det mikrokomponerede materiale, mod mindre end 1,5 gigapascal for det ukombinerede materiale.

Den mikrokomponerede CNT -film havde også 80 procent højere elektrisk ledningsevne end den ikke -kammede film.

"Dette er et betydeligt fremskridt, men vi ønsker at finde måder at gøre CNT -justering endnu mere lige, "Siger Zhu." Det er stadig ikke perfekt.

"Ud over, teknikken ville teoretisk være let at skalere op til storskala produktion. Vi vil gerne finde en branchepartner til at hjælpe os med at skalere dette op og skabe et materiale til markedet. "