Forskere renser kobber nanotråde

Mobiltelefoner og Apple -ure kan vare lidt længere på grund af en ny metode til at oprette kobber -nanotråde.

Et team af Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) forskere har skabt en ny metode til at rense kobber nanotråde med et udbytte på næsten 100 procent. Disse nanotråde bruges ofte i nanoelektroniske applikationer.

Forskningen, som vises i online -udgaven af Kemisk kommunikation og på forsiden af ​​papirkopien, viser, hvordan metoden kan give store mængder lang, uniform, kobber-nanotråde af høj renhed. Kobber-nanotråde af høj renhed opfylder kravene i nanoelektroniske applikationer samt giver en mulighed for at rense industriel skala syntese af kobber-nanotråde, et vigtigt skridt for kommercialisering og anvendelse.

Metal nanotråde (NW'er) giver løfte om kommercielle applikationer såsom fleksible skærme, solceller, katalysatorer og varmeafledere.

Den mest almindelige metode til at skabe nanotråde giver ikke kun nanotråde, men også andre former med lavt aspektforhold, såsom nanopartikler (NP'er) og nanoroder. Disse uønskede biprodukter produceres næsten altid på grund af vanskeligheder med at kontrollere den ikke-øjeblikkelige kimdannelse af frøpartikler såvel som frøstyper, hvilket får partiklerne til at vokse på flere veje.

"Vi skabte den reneste form for kobber -nanotråde uden biprodukter, der ville påvirke nanotrådenes form og renhed, "sagde LLNL's Fang Qian, hovedforfatter til papiret.

Teamet demonstrerede, at kobber -nanotråde, syntetiseret i liter-skala, kan renses til næsten 100 procent udbytte fra deres nanopartikel-sideprodukter med et par enkle trin.

Funktionelle nanomaterialer er notorisk vanskelige at producere i store mængder med stærkt kontrolleret sammensætning, former og størrelser. Denne vanskelighed har begrænset anvendelse af nanomaterialer i mange fremstillingsteknologier.

"Dette arbejde er vigtigt, fordi det muliggør produktion af store mængder kobber -nanomaterialer med en meget let og elegant tilgang til hurtigt at adskille nanotråde fra nanopartikler med ekstremt høj effektivitet, "sagde Eric Duoss, en hovedforsker på projektet. "Vi forestiller os at anvende disse rensede nanomaterialer til en lang række nye fremstillingsmetoder, herunder additiv fremstilling. "

Nøglen til succes er brugen af ​​et hydrofobt overfladeaktivt stof i vandig opløsning, sammen med et ikke-blandbart vandorganisk opløsningsmiddelsystem til at skabe et hydrofobt særskilt interface, tillader nanotråde at krydse spontant på grund af deres forskellige krystalstruktur og samlede overfladeareal fra nanopartiklernes.

"De principper, der er udviklet ud fra dette særlige tilfælde af kobber -nanotråde, kan anvendes på en række forskellige nanotråd -applikationer, "Qian sagde." Denne rensningsmetode åbner nye muligheder for at producere nanomaterialer af høj kvalitet til lave omkostninger og i store mængder. "

Andre Livermore -forskere omfatter:Pui Ching Lan, Tammy Olson, Cheng Zhu og Christopher Spadaccini.

"Vi udvikler også skum med højt overfladeareal samt trykbare trykfarver til additive fremstillingsprocesser, såsom direkte-blækskrivning ved hjælp af NW'erne, "sagde LLNLs Yong Han, en tilsvarende forfatter til papiret.