211service.com
Dyrk dine egne nanorør
En illustration af vaskemiddel, salt, bagepulver og nanorør Katie Benn
Bagepulver, bordsalt og rengøringsmiddel er overraskende effektive ingredienser til at tilberede kulstofnanorør. Et hold af MIT-forskere fandt ud af, at sådanne natriumholdige husholdningsingredienser kan katalysere væksten af kulstofnanorør eller CNT'er ved meget lavere temperaturer end traditionelle katalysatorer kræver, selvom en hjemmeovn ikke ville være varm nok til at få den til at fungere. Opdagelsen kan gøre det muligt for CNT'er at vokse på et væld af materialer, der ville smelte ved højere temperaturer, såsom polymerer og andre stoffer, hvilket tilbyder en måde at gøre disse materialer stærkere.
Under et elektronmikroskop ligner kulstofnanorør hule cylindre af kyllingetråd. Hvert rør er lavet af et sammenrullet gitter af hexagonalt arrangerede carbonatomer. Bindingen mellem kulstofatomer er ekstraordinært stærk, og når de er mønstret i et fladt gitter (som i grafen) eller et rørformet gitter (som i en CNT), kan sådanne strukturer have enestående stivhed og styrke.
Forskere dyrker typisk CNT'er gennem kemisk dampaflejring, hvor et materiale såsom en siliciumwafer er belagt i en katalysator - sædvanligvis en jernbaseret forbindelse - og anbragt i en ovn, gennem hvilken kulstofholdige gasser strømmer. Ved temperaturer nær 800 °C begynder jernet at trække kulstofatomer ud af gassen og danner lodrette nanorør.
MIT-forskerne eksperimenterede med måder at dyrke CNT'er på, da de bemærkede, at en batch gav resultater, der var anderledes end de forventede. Rørene så lidt sjove ud, siger aero-astroprofessor Brian Wardle. Det viser sig, at en lille mængde natrium, som vi havde mistanke om var inaktiv, faktisk forårsagede al væksten.
De testede en række natriumholdige forbindelser, inklusive bagepulver, bordsalt og vaskemiddelpiller - ingredienser, som de kunne have købt hos LaVerde's, dagligvarebutikken i studentercentret. Til sidst opgraderede de til rensede versioner af disse forbindelser.
Mens jernkatalysatorer danner kulstofnanorør ved omkring 800 °C, fandt de ud af, at natriumkatalysatorer gjorde det ved omkring 480 °C. Og efter omkring 15 til 30 minutter i ovnen fordampede natrium simpelthen væk og efterlod hule kulstof nanorør.
Vi forventer med natrium, at det er muligt at få rør af høj kvalitet i fremtiden, siger aero-astro grad studerende Richard Li, undersøgelsens hovedforfatter. Selvom du skulle bruge almindelig Arm & Hammer bagepulver, burde det virke.