En ny upptäckt av University of Oklahoma och North Carolina State University forskare visar ett genombrott för att påskynda processen för syntetisering av nanostrukturer av övergångsmetalloxid. Det som en gång hade tagit dagar kan nu åstadkommas omedelbart.
Efter tidigare framgångar med att använda en syreberikad flamma för att syntetisera vanliga nanomaterial, såsom kolnanorör, nanofibrer och fullerener, OU College of Engineering professor Wilson Merchán-Merchán och hans team genomförde experiment med samma metod för att skapa en ny form av nanostrukturer. Istället för att syntetisera kolnanomaterialen, de upptäckte en metod för att skapa 1-D och 3-D TMO:er som har distinkta elektroniska och mekaniska egenskaper.
Med ett flerårigt bidrag från National Science Foundation, Merchán-Merchán och hans forskningsförbund exponerar bulkövergångsmetaller för de hetaste delarna av en syreberikad flamma. Från den reaktionen, övergångsmetalloxid-nanostrukturer med hög efterfrågan syntetiseras omedelbart, inklusive nanoroder, ihåliga kanaler och hybrid nanotrådar och trombocyter.
Billig och snabb tillväxt av TMO innebär en bättre chans för storskalig syntes och eventuell gemensam användning på marknaden. Potentialen för ökat utbud har lett till ökade experiment med TMO:s kapacitet, och resultaten visar deras effektivitet i en mängd olika applikationer.
"Nyligen, endimensionella TMO-naonostrukturer har väckt enorm uppmärksamhet på grund av deras tillämpningar inom optik, medicin och elektronik, "Merchán-Merchán sa." Till exempel, de mikronstora kanalstrukturerna med nanometer väggtjocklek innehåller smala, prismatiska och helt ihåliga hålrum som kan användas i medicinska applikationer för läkemedelsleverans. "
Senast, detta forskargrupp belagde ytan på solpaneler med en av deras flambildade volframoxid-nanoroder. Resultatet var en ökning av solpanelens effektivitet med 5 procent, en stor vinst med tanke på solpanelers notoriskt låga verkningsgrad på 15 till 20 procent.
Med oändliga applikationer och en ny horisont av möjligheter, Merchán-Mercháns forskning om TMO är fortfarande i sin linda.
"Den distinkta formen och kemiska sammansättningen av de flambildade nanostrukturerna kan förändra hur många produkter är designade, "Sa Merchán-Merchán.
"Våra nästa steg är att utöka tillämpningen av TMO med hjälp av lågor, på en mängd olika marknader, allt från solpaneler till elektroder för penetrerande biologiska vävnader för läkemedelsleverans och elektroder i litiumjonbatterier. "
