Forskare från North Carolina State University och Kinas Suzhou Institute of Nano-Science and Nano-Biotics har utvecklat en billig teknik som kallas "microcombing" för att rikta in kolnanorör (CNT), som kan användas för att skapa stora, rena CNT-filmer som är starkare än någon tidigare sådan film. Tekniken förbättrar också den elektriska ledningsförmågan som gör dessa filmer attraktiva för användning i elektroniska och rymdtillämpningar.

"Det är en enkel process och kan skapa en lätt CNT-film, eller 'bucky papper, det är en meter bred och dubbelt så stark som tidigare sådana filmer – den är till och med starkare än CNT-fibrer, säger Yuntian Zhu, Erkänd professor i materialvetenskap och teknik vid NC State och motsvarande författare till en artikel som beskriver arbetet.

Forskarna börjar med att odla CNTs på ett konventionellt substrat i en tätt packad uppsättning. CNT:erna är ihoptrasslade, så när forskare drar i ena änden av arrayen bildar CNTs ett kontinuerligt band som bara är nanometer tjockt. Detta band är fäst på en spole, som börjar linda upp bandet.

När spolen drar, CNT-bandet dras mellan två kirurgiska blad. Medan bladen visas rakt för blotta ögat, de har faktiskt mikrometerskaliga sprickor på sin skäregg. Dessa sprickor skapar en slags "mikrokam" som drar CNT:erna i linje - precis som en vanlig kam sorterar genom trassligt hår.

När bandet av inriktade CNT:er lindas på spolen, forskarna applicerar en alkohollösning. Detta drar CNT närmare varandra, stärka banden mellan CNT.

CNT-bandet lindas runt sig själv när det slingrar sig runt spolen, skapa en skiktad film av rena CNT. Forskare kan kontrollera tjockleken på filmen genom att kontrollera antalet lager.

CNT-filmerna gjorda med mikrokamningstekniken hade mer än dubbelt så hög draghållfasthet som de okammade CNT-filmerna – mer än 3 gigapascal för det mikrokammade materialet, mot mindre än 1,5 gigapascal för det okammade materialet.

Den mikrokammade CNT-filmen hade också 80 procent högre elektrisk ledningsförmåga än den okammade filmen.

"Detta är ett betydande framsteg, men vi vill hitta sätt att göra CNT-inriktningen ännu rakare, " säger Zhu. "Det är fortfarande inte perfekt.

"Dessutom, Tekniken skulle teoretiskt sett vara lätt att skala upp för storskalig produktion. Vi skulle vilja hitta en branschpartner som hjälper oss att skala upp detta och skapa ett material för marknaden."