(PhysOrg.com) - Forskare har använt lasrar för att skapa de första praktiska makroskopiska garnerna från bornitridfibrer, öppna dörren för en rad applikationer, från strålningsskärmad rymdfarkost till starkare kropps rustning, enligt en nyss publicerad studie.

Forskare vid NASAs Langley Research Center, energidepartementets Thomas Jefferson National Accelerator Facility och National Institute of Aerospace skapade en ny teknik för att syntetisera högkvalitativa bor-nitrid-nanorör (BNNT). De är mycket kristallina och har en liten diameter. De innehåller också få väggar strukturellt och är mycket långa. Bornitrid är det vita materialet som finns i clownmakeup och ansiktspulver.

"Andra laboratorier kan göra riktigt bra nanorör som är korta eller riktigt tjusiga som är långa. Vi har utvecklat en teknik som gör riktigt bra som är riktigt långa, "sa Mike Smith, en personalvetare vid NASAs Langley Research Center.

Syntestekniken, kallad trycksatt ånga/kondensatormetod (PVC), utvecklades med Jefferson Labs Free-Electron Laser och perfekterades senare med en kommersiell svetslaser. I denna teknik, laserstrålen träffar ett mål inuti en kammare fylld med kvävgas. Strålen förångar målet, bildar en plum av borgas. En kondensor, en kyld metalltråd, sätts in i borplummen. Kondensorn kyler borångan när den passerar, orsakar flytande bor -droppar att bildas. Dessa droppar kombineras med kvävet för att självmonteras till BNNT.

Forskare använde PVC-metoden för att producera de första högkvalitativa BNNT:erna som är tillräckligt långa för att snurras till makroskopiskt garn, i detta fall centimeter lång. En bomullsliknande massa nanorör vrids med fingrar till ett garn som är ungefär en millimeter brett, vilket indikerar att själva nanorören är ungefär en millimeter långa.

"De är stora och fluffiga, textil-liknande, "sa Kevin Jordan, en elektrotekniker på Jefferson Lab. "Detta innebär att du kan använda kommersiell textiltillverkning och hanteringsteknik för att blanda dem i saker som kroppsskydd och solceller och andra applikationer."

Överföringselektronmikroskopbilder visar att nanorören är mycket smala, i genomsnitt några mikron i diameter. TEM-bilder avslöjade också att BNNT:er tenderade att vara fåväggiga, oftast med två-fem väggar, även om enväggiga nanorör också fanns. Varje vägg är ett lager av material, och färre väggiga nanorör är de mest eftertraktade.

Forskarna säger att nästa steg är att testa egenskaperna hos de nya bor-nitrid-nanorören för att bestämma de bästa möjliga användningsområdena för det nya materialet. De försöker också förbättra och skala upp produktionsprocessen.

"Teori säger att dessa nanorör har energitillämpningar, medicinska tillämpningar och, självklart, rymdapplikationer, sa Jordan.

Smith höll med, "Några av dessa saker kommer att vara återvändsgränder och andra kommer att vara värda att följa, men vi vet inte förrän vi får material i människors händer. "

Forskningen kommer att publiceras i tidningen 16 december Nanoteknik . www.iop.org/EJ/abstract/0957-4484/20/50/505604/

Källa:Thomas Jefferson National Accelerator Facility