Forskare vid Japans Kyushu-universitet säger att polymerinpackade kolnanorör har mycket lovande inom bioteknik och energitillämpningar. Tidningen publicerades nyligen i Vetenskap och teknik för avancerade material .

Forskare rapporterade först kolnanorör i början av 1990 -talet. Sedan dess, dessa små cylindrar har varit en del av strävan efter att minska storleken på tekniska enheter och deras komponenter. Kolnanorör (CNT) har mycket önskvärda egenskaper. De är 100 gånger starkare än stål och en sjättedel av dess vikt. De har flera gånger kopparens elektriska och värmeledningsförmåga. Och de har nästan ingen av de miljö- eller fysiska nedbrytningsproblem som är vanliga för de flesta metaller, såsom termisk sammandragning och expansion eller erosion.

CNT har en tendens att aggregera, bildar "klumpar" av rör. För att utnyttja deras enastående egenskaper i applikationer, de måste spridas. Men de är olösliga i många vätskor, gör deras jämna spridning svår.

Forskare vid Japans Kyushu -universitet utvecklade en teknik som "exfolierar" aggregerade klumpar av CNT och sprider dem i lösningsmedel. Det handlar om att linda rören i en polymer med hjälp av en bindning som inte innebär delning av elektroner. Tekniken kallas icke-kovalent polymerförpackning. Medan delning av elektroner genom kovalent polymeromslag leder till en mer stabil bindning, det förändrar också de inneboende önskvärda egenskaperna hos kolnanorören. Icke-kovalent inslagning anses därför vara överlägsen i de flesta fall eftersom det orsakar minimal skada på rören.

Forskarna, Dr Tsuyohiko Fujigaya och Dr Naotoshi Nakashima, genomförde en forskningsöversyn för att analysera de olika tillvägagångssätten för polymerinpackning och för att sammanfatta de tillämpningar där polymerinpackade kolnanorör kan användas. Deras recension har publicerats i Vetenskap och teknik för avancerade material (16-2 s24802, 2015).

De fann att en mängd olika polymerer kan användas för icke-kovalent förpackning av kolnanorör. Nyligen, många polymerdispergeringsmedel har verkligen utvecklats som inte bara sprider CNT:erna utan också lägger till nya funktioner till dem. Dessa polymerdispergeringsmedel är nu allmänt kända och används på många områden, inklusive bioteknik och energitillämpningar.

CNT som är stabilt inslagna med biokompatibla material är mycket attraktiva inom biomedicin, till exempel, på grund av deras otroliga förmåga att passera biologiska barriärer utan att generera ett immunsvar. Det finns sålunda stor potential för polymeromslagna CNT inom området läkemedelsavgivning.

Också, inslagning av kolnanorör i polymerer förbättrar deras fotovoltaiska funktioner i solceller, till exempel, när polymererna fungerar som ett ljusmottagande pigment.

Eftersom designerna av polymerer lätt kan skräddarsys, det förväntas att funktionaliteten hos polymeromslagna CNT kommer att utökas ytterligare och att nya applikationer som använder dem kommer att utvecklas.