Mobiltelefoner och Apple-klockor skulle kunna hålla lite längre på grund av en ny metod för att skapa nanotrådar av koppar.

Ett team av forskare från Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) har skapat en ny metod för att rena nanotrådar av koppar med en avkastning på nästan 100 procent. Dessa nanotrådar används ofta i nanoelektroniska applikationer.

Forskningen, som finns i nätupplagan av Kemisk kommunikation och på omslaget till pappersutgåvan, visar hur metoden kan ge stora mängder långa, enhetlig, nanotrådar av hög renhet av koppar. Kopparnanotrådar med hög renhet uppfyller kraven för nanoelektroniska applikationer samt ger en väg för att rena industriell skala syntes av kopparnanotrådar, ett nyckelsteg för kommersialisering och tillämpning.

Metall nanotrådar (NW) lovar för kommersiella applikationer som flexibla bildskärmar, solceller, katalysatorer och värmeavledare.

Det vanligaste tillvägagångssättet för att skapa nanotrådar ger inte bara nanotrådar utan också andra former med låga bildförhållande som nanopartiklar (NP) och nanorods. Dessa oönskade biprodukter produceras nästan alltid på grund av svårigheter att kontrollera den icke-momentana kärnbildningen av fröpartiklarna såväl som frötyper, vilket gör att partiklarna växer i flera vägar.

"Vi skapade den renaste formen av nanotrådar av koppar utan biprodukter som skulle påverka formen och renheten hos nanotrådarna, " sa LLNL:s Fang Qian, huvudförfattare till tidningen.

Teamet visade att nanotrådar av koppar, syntetiserad i literskala, kan renas till nära 100 procents utbyte från deras nanopartikelbiprodukter med några enkla steg.

Funktionella nanomaterial är notoriskt svåra att producera i stora volymer med mycket kontrollerad sammansättning, Former och storlekar. Denna svårighet har begränsat användningen av nanomaterial i många tillverkningstekniker.

"Detta arbete är viktigt eftersom det möjliggör produktion av stora mängder kopparnanomaterial med en mycket enkel och elegant metod för att snabbt separera nanotrådar från nanopartiklar med extremt hög effektivitet, sa Eric Duoss, en huvudutredare på projektet. "Vi föreställer oss att använda dessa renade nanomaterial för ett brett utbud av nya tillverkningsmetoder, inklusive additiv tillverkning."

Nyckeln till framgång är användningen av ett hydrofobt ytaktivt ämne i vattenlösning, tillsammans med ett oblandbart vatten organiskt lösningsmedelssystem för att skapa ett hydrofobt-distinkt gränssnitt, tillåter nanotrådar att korsas spontant på grund av deras olika kristallstruktur och totala yta från nanopartiklarnas.

"De principer som utvecklats från det här speciella fallet med nanotrådar av koppar kan tillämpas på en mängd olika nanotrådsapplikationer, ", sa Qian. "Denna reningsmetod kommer att öppna upp nya möjligheter för att producera högkvalitativa nanomaterial till låg kostnad och i stora kvantiteter."

Andra Livermore-forskare inkluderar:Pui Ching Lan, Tammy Olson, Cheng Zhu och Christopher Spadaccini.

"Vi utvecklar också skum med stor yta och tryckbara bläck för additiva tillverkningsprocesser, såsom direkt-bläckskrivning med hjälp av NWs, " sa LLNL:s Yong Han, motsvarande författare till tidningen.