Videnskab
 science >> Videnskab >  >> nanoteknologi

Højt magnetfelt på 10T under aktiveret kulproduktion forbedrer mikroporekapaciteten med 35%

(a) Polariserende mikroskopibillede af kulstjærtjærehældning fremstillet i fravær og tilstedeværelse af magnetfelter på 2 T T og 10 T T. Alle figurer viser den diagonale position og udryddelsesposition. (b) Skematisk tegning af en magnetisk felteffekt på kulstensprocessen ved kultjærehældning. Kredit:Springer Nature, Licenseret under CC BY 4.0

Kulstofmaterialer såsom nanorør, grafen, aktivt kul og grafit er i høj efterspørgsel. Efterspørgslen forventes at fortsætte med at stige, fordi kulstofmaterialer har mange gavnlige anvendelsesmuligheder, og nye applikationer opdages. De er afgørende for luft- og vandrensning, elektroder i metalraffinering, fremstilling af blyanter, og smøremidler. Kulstofkvaliteten (kultjærehældning), temperatur, atmosfære, og forberedelsesmetoder har en stor indvirkning på kulstofmaterialers egenskaber. Dette skyldes, at strukturen af ​​kulstofmaterialer påvirker deres egenskaber, og strukturen kan manipuleres i produktionen. Fremskridt af nye kontrolparametre under produktionen vil føre til en forfining af kulstofmaterialers funktionalitet.

Alle materialer interagerer noget med magnetfelter, uanset om de er magnetiske eller ej. Der har været mange andre forskningsundersøgelser af metoder til orientering af grafen og nanorør i et magnetisk felt. Imidlertid, der har ikke været rapporter om eksperimenter ved hjælp af et højt magnetisk felt (HMF) i fremstillingsprocessen af ​​kulstofmaterialer til at manipulere strukturen. Denne aktuelle forskning blev muliggjort af de superledende magneter, der kan skabe magnetfelter på 10 Teslas og derover.

Forskergruppen ledet af Atom Hamasaki fra Institute of Science ved Shinshu University satte sig for at skabe mere effektive former for aktivt kul ved at udnytte de superledende magneter til at koaksere aktiv kulforløber for kulstegt tjærehældning under mesofasen (flydende krystal) til dannelse af krystallitter (lignende proces til fremstilling af grafit), dermed øges mængden af ​​porer i det aktive kul med 35%.

HMF tilskynder til dannelse af krystallitter, og når der er flere krystallitter, der dannes flere sprækker, hvor kemikalier kan komme i kontakt med det aktive kul. Mange andre materialer, der har negativ magnetisk modtagelighed, kan også fremstilles ved hjælp af denne effektive procedure med HMF til kontrol for bedre egenskaber.

Skematisk tegning af virkningen af ​​et anvendt magnetfelt på dannelsen af ​​aktivt kul. Kredit:Springer Nature, Licenseret under CC BY 4.0