(a) Polariserande mikroskopibild av karboniserat koltjärabeck framställt i frånvaro och närvaro av magnetfält på 2?T och 10?T. Alla figurer visar diagonalposition och släckningsposition. (b) Schematisk ritning av en magnetfältseffekt på förkolningsprocessen av koltjärabeck. Kredit:Springer Nature, Licensierad under CC BY 4.0
Kolmaterial som nanorör, grafen, aktivt kol och grafit är mycket efterfrågade. Efterfrågan förväntas fortsätta att öka eftersom kolmaterial har många fördelaktiga användningsområden och nya tillämpningar upptäcks. De är viktiga för luft- och vattenrening, elektroder vid metallraffinering, tillverkning av pennor, och smörjmedel. Kolkällans kvalitet (koltjärabeck), temperatur, atmosfär, och beredningsmetoder har stor inverkan på egenskaperna hos kolmaterial. Detta beror på att strukturen hos kolmaterial påverkar deras egenskaper, och strukturen kan manipuleras i produktionen. Att föra fram nya kontrollparametrar under produktionen kommer att leda till förfining av funktionaliteten hos kolmaterial.
Alla material interagerar något med magnetfält oavsett om de är magnetiska eller inte. Det har gjorts många andra forskningsutforskningar om metoder för att orientera grafen och nanorör i ett magnetfält. Dock, det har inte förekommit några rapporter om experiment med användning av ett högt magnetiskt fält (HMF) i beredningsprocessen av kolmaterial för att manipulera strukturen. Den här aktuella forskningen möjliggjordes av de supraledande magneterna som kan skapa magnetfält på 10 Teslas och mer.
Forskargruppen ledd av Atom Hamasaki från Institute of Science vid Shinshu University siktar på att skapa effektivare former av aktivt kol genom att använda supraledande magneter för att coaxera aktivt kol föregångare till karboniserad koltjärabeck under mesofasen (flytande kristaller) för att bilda kristalliter (liknande process som gör grafit), ökar således volymen av porer i det aktiva kolet med 35 %.
HMF uppmuntrar kristalliter att bilda, och när det finns fler kristalliter, fler sprickor skapas där kemikalier kan komma i kontakt med det aktiva kolet. Många andra material som har negativ magnetisk känslighet kan också tillverkas med denna effektiva procedur med HMF för att kontrollera för bättre egenskaper.
Schematisk ritning av effekten av ett applicerat magnetfält på bildningen av aktivt kol. Kredit:Springer Nature, Licensierad under CC BY 4.0