Jawatan Popular

Pilihan Editor - 2019

Nanotub karbon yang ditanam dalam api pembakaran

Anonim

Simulasi teoretikal pasukan penyelidikan antarabangsa sintesis nanotube karbon berdinding tunggal telah mendedahkan butir-butir penting mengenai mekanisme permainan. Ini boleh membawa kepada cara yang lebih baik untuk mengawal pengeluaran nanotube karbon.

iklan


Sintesis nanotube karbon (CNTs), dengan tujuan pengeluaran berskala industri, menarik minat ilmiah berat. Ciri-ciri kimia unik mereka menjanjikan pelbagai penggunaan terobosan dalam teknologi akustik, biologi, elektronik, alam sekitar, optik dan struktur.

Dipimpin oleh Profesor Stephan Irle dari Institut Transformasi Bio-Molekul di Nagoya University, sebuah pasukan penyelidik di Jepun, Amerika Syarikat dan China menjalankan simulasi komputer yang menunjukkan mekanisme molekul serupa bekerja di pertumbuhan nanotube karbon dan pembakaran hidrokarbon untuk membentuk jelaga. Penemuan ini mencabar pandangan yang diterima sebelum ini bahawa karbida logam diperlukan untuk membuat nanotube, melalui proses yang dipanggil pemendapan wap kimia.

Model pasukan sendiri mencadangkan bahawa proses kimia alternatif seperti hidrogen-bstraksi / asetilena tambahan - mekanisme yang sering diperhatikan dalam proses pembakaran - juga boleh digunakan untuk menumbuhkan nanotube karbon. "Temuan ini sangat menarik dalam erti kata bahawa proses ini telah lama dianggap sebagai mekanisme yang berbeza, " kata Profesor Irle.

Pada 2014, pasukan melaporkan simulasi pertumbuhan pertama sintesis nanotube karbon berdinding tunggal, menggunakan asetilena sebagai bahan mentah. Model simulasi mereka menggunakan asetilena disebabkan oleh suhu yang agak rendah yang diperlukan untuk memangkin pemendapan wap kimia, dan kerana sedikit pun mempercepat reaksi secara signifikan. Menurut para penyelidik, pemodelan mereka menunjukkan bahawa peran potensi asetilena memerlukan kajian lanjut, seperti juga model yang diterima pada masa ini untuk pengeluaran nanotube karbon.

Sejak menerbitkan keputusan mereka, para penyelidik telah mula memodelkan sintesis graphene - satu lapisan tebal karbon tulen atom - menggunakan nikel dan tembaga dengan pemangkin metana. Mereka berharap untuk secara terbuka melepaskan model simulasi baru - berdasarkan versi langsung simulasi Monte Carlo kinetik di mana saluran tindak balas diramalkan secara automatik apabila proses pertumbuhan diteruskan - pada tahun 2015.

Latar Belakang

Nanotub karbon adalah nanocylinders yang terdiri daripada satu kepingan tebal atom karbon (atau graphene). Mereka kini digunakan sebagai bahan tambah untuk mengukuhkan pelbagai bahan struktur, dan juga boleh digunakan untuk simpanan tenaga serta dalam generasi nanoelektronik generasi seterusnya dan peranti bioperubatan. CNTs sering disintesis melalui pemendapan wap kimia, di mana wap hidrokarbon didepositkan pada pemangkin logam di bawah aliran gas bukan reaktif pada suhu tinggi. Walau bagaimanapun, kawalan kualiti adalah satu cabaran kerana kaedah ini biasanya menghasilkan penghasilan CNT dengan diameter ubah dan struktur sisi yang berbeza.

iklan



Sumber Cerita:

Bahan-bahan yang disediakan oleh Institut Transformasi Bio-Molekul, Universiti Nagoya . Nota: Kandungan mungkin diedit untuk gaya dan panjang.