Kolnanorör kan packas upp i nanoribb genom att skjuta dem med hög hastighet mot ett mål, men bara de som landar på längden kommer att packa upp, enligt forskare vid Rice University. Tester utvärderade nanorör som påverkade målet i olika vinklar för att se resultaten. Upphovsman:Ajayan Group/Rice University
(Phys.org) - Kolnanorör som "packas upp" i grafen -nanoribon genom en kemisk process som uppfanns vid Rice University hittar användning i alla typer av projekt, men risforskare har nu hittat ett kemikaliefritt sätt att packa upp dem.
Materialforskaren Pulickel Ajayans rislaboratorium upptäckte att nanorör som träffade måländen först blir till mest trasiga atomer. Men nanorör som råkar breda ut målet packar upp i praktiska band som kan användas i kompositmaterial för styrka och applikationer som utnyttjar deras önskvärda elektriska egenskaper.
Risforskarna under ledning av doktoranden Sehmus Ozden rapporterade sitt fynd i tidskriften American Chemical Society Nano bokstäver .
Resultatet blev en överraskning, Sa Ozden. "Tills nu, vi visste att vi kunde använda mekaniska krafter för att förkorta och skära kolnanorör. Det här är första gången vi har visat att kolnanorör kan lossas med mekaniska krafter. "
Forskarna avfyrade pellets av slumpmässigt orienterade, flerväggiga kolnanorör från en lätt gaspistol byggd av Rice lab av materialforskaren Enrique Barrera med finansiering från NASA. Pellets påverkade ett aluminiummål i en vakuumkammare vid cirka 15, 000 miles i timmen. När de inspekterade det resulterande kolresten, de hittade nanorör som först slog in i måländen eller i en skarp vinkel helt enkelt deformerade till ett skrynkligt nanorör. Men rör som träffar på längden delas faktiskt upp i band med trasiga kanter.
"Hypervelocity -slagprov används mest för att simulera olika projektilers inverkan på sköldar, rymdfarkoster och satelliter, "Ozden sa." Vi undersökte möjliga applikationer för kolnanorör i rymden när vi fick detta resultat. "
Molekylära simuleringar och elektronmikroskopbilder visar vad som händer med en kolnanorör när dess ände träffar ett mål direkt vid cirka 15, 000 miles i timmen. Forskare från Rice University fann att nanorören delades upp i användbara nanoribbon. Upphovsman:Ajayan Group/Rice University)
Effekten bekräftades genom molekylära simuleringar. De visade att när flerväggiga rör påverkar målet, det yttre röret planar, träffar de inre rören och packar upp dem i tur och ordning. Enväggiga nanorör gör precis tvärtom; när röret planar ut, bottenväggen träffar insidan av den övre väggen, som lossas från mitten ut till kanterna.
Ozden förklarade att den jämna fördelningen av stress längs magen-floppande nanoröret, vilket är många gånger längre än det är brett, bryter kolbindningar i en linje nästan samtidigt.
Forskarna sa att 70 till 80 procent av nanorören i en pellet packas upp i en eller annan grad.
Från vänster, Rice University forskare Sehmus Ozden, Enrique Barrera och Robert Vajtai vid hypervelocity -pistolen som används för att skjuta pellets av nanorör mot ett aluminiummål. Forskarna fann att kollisionen skulle dela de rör som träffade målet på längden i nanoribbons. Ozden och Vajtai håller aluminiumplattor med djupa hål orsakade av små föremål som träffar dem vid 15, 000 miles i timmen. Pistolen byggdes med stöd från NASA för att simulera påverkan av mikrometeoriter på rymdfarkoster. Upphovsman:Jeff Fitlow/Rice University
Ozden sa att processen eliminerar behovet av att rengöra kemiska rester från nanoribb producerade genom nuvarande teknik. "Ett steg, kemikaliefri, rena och högkvalitativa grafen-nanoribb kan produceras med vår metod. De är potentiella kandidater för nästa generations elektroniska material, " han sa.
