Värillisiä ja jäädyttäviä nanoputkia

03.09.2018

Aalto-varikalvoja-hiilinanoputkista-300.jpgYksiseinäisiä hiilinanoputkia hyödynnetään elektroniikassa ja kosketusnäytöissä mutta yleensä ne ovat mustia tai tummia.

Nyt Aalto-yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uuden tavan hallita hiilinanoputkien valmistusta ja pystyneet luomaan niistä erivärisiä ohutkalvoja.

Tutkijat uskovat, että tämä on ensimmäinen kerta, kun värillisiä hiilinanoputkia on tuotettu suoralla synteesillä. Suorassa synteesissä kalvot saavat värinsä valmistusprosessissa sen sijaan, että valmiita nanoputkia puhdistettaisiin jälkikäteen.

”Värillisiä ohutkalvoja voitaisiin käyttää värikkäiden kosketusnäyttöjen tai optisilta ominaisuuksiltaan täysin uudenlaisten aurinkokennojen valmistamiseen”, professori Esko Kauppinen kertoo.

Värien saaminen hiilirakenteisiin edellyttää nanoputkien rakenteen hallintaa ja muokkaamista atomin tarkkuudella valmistuksen aikana. Kauppisen työryhmän valmistusmenetelmä on poikkeuksellinen: nanoputket kasvatetaan metallin ja hiilen aerosoleista kaasun muodossa, ja niiden avulla putkien rakennetta on mahdollista muokata.

Tutkijat havaitsivat, että värillisten ohutkalvojen rakenteiden kierteisyys oli erittäin kapeasti jakautunut eli nanoputkien seinien kennomaiset muodot olivat lähes yhdensuuntaisia läpi koko kalvon. Hiilinanoputkien sähköiset ja optiset ominaisuudet – ja siis myös väri – riippuvat pitkälti juuri rakenteiden kierteisyydestä.

Kauppisen mukaan valmistusmenetelmä myös skaalautuu helposti teollisiin tarpeisiin ja määriin.

Aalto-varikalvoja-hiilinanoputkista-RICE-300-t.jpgRice yliopiston insinöörit ovat puolestaan osoittaneet, miten nanoputket muuttavat veden muotoa eli vesimolekyylit neliöityvät nanoputkessa.

Kun hiilen tai boorinitridisen nanoputkeen lisätään vettä niin vesimolekyylit muokkautuvat neliömäiseksi sauvaksi jos nanoputkella on sopiva halkaisija.

Ricen materiaalitutkija Rouzbeh Shahsavari ja hänen tiiminsä osoittivat, että nanoputken sisäpinnan ja vesimolekyylien välinen varsin heikko van der Waals –voima pakottaa happi- ja vetyatomit paikoilleen.

Shahsavari viittaa sisältöön kaksiulotteisena "jäänä", koska molekyylit jäätyvät lämpötilasta riippumatta. Hänen mukaansa tutkimus tarjoaa arvokasta tietoa keinoista hyödyntää nanoputkien ja vesimolekyylien välisiä atomivaihtoehtoja erilaisten nanokanavien ja energiaa varastoivien nanokapasitanssien valmistamiseksi.

17.02.2020Kubitteja keinoatomeista
14.02.2020Kohinalla hehkuttaen
14.02.2020Tehokkaampia sähkökatalyyttisiä reaktioita
12.02.2020Elektroninen nenä MOF-materiaaleista
11.02.2020Uudenlainen elektrodirakenne tehokkaimille akuille
10.02.2020Kvanttitiedonsiirtoa nykyisissä kuituverkoissa
07.02.2020Uusi kvasihiukkanen löydetty: Pi-ton
06.02.2020Resonaattorit hidastavat valoa
05.02.2020Nanoputkien rullasta uudenlaista materiaalia
04.02.2020Tehokkaampaa terahertsitaajuuksien ilmaisua

Siirry arkistoon »