Написано AZoNano 29 ноября 2019 [1945] [19459]

Ученые из университетов Райс и Суонси разработали метод использования недорогой газетной бумаги, извлеченной из газет, для выращивания нанотрубок для промышленности.

Исследование, начатое покойным исследователем Райса Робертом Хауге и продолженное учеными-исследователями Брюсом Бринсоном и Варуном Шеной Ганголи и химиком Эндрю Барроном, показало, что особый вид газетной бумаги можно рассматривать как трехмерный субстрат для роста одностенного углерода нанотрубки.

Сложенная газетная бумага, которая включает каолиновую глину и используется в качестве подложки, несущей катализатор, является недорогой средой роста с очень большой площадью поверхности, совместимой с методами непрерывного производства .

Брюс Бринсон, ведущий исследователь и научный сотрудник, Университет Райс

Не вся газетная бумага формируется одинаково. Только газетная бумага, созданная с использованием каолиновой фарфоровой глины, способствовала росту углеродных нанотрубок. Калибровка – это наполнитель, добавляемый в бумагу для изменения ее характеристик цвета, поглощения и износа. Ученые узнали, что каолин помогает восстанавливать железо до наноразмерных частиц катализатора, которые сокращают агрегацию нанотрубок в конечном продукте.

Наше наблюдение, что проклейка каолина, а не проклеивание карбоната кальция, дает представление о том, как катализатор роста – в нашем случае железо – зависит от химической природы субстрата .

Эндрю Баррон, химик и директор Исследовательского института энергетической безопасности (ESRI), Университет Суонси

Одна газета, Rice Thresher пытавшаяся выращивать нанотрубки, была несовместима, обнаружили ученые. Для тех, которые были совместимы, только части без чернил соответствовали требованию, ограничивая лабораторные исследования секциями, вырезанными по краям бумаги.

Бринсон подсчитал, что каолин является частью 60% бумажной продукции в мире.

Он белее и ярче большинства. Ключ к газетной бумаге в том, что она тонкая, дешевая и легкая. Нам нужна только поверхность; объем между передней и задней поверхностями не имеет большого значения .

Брюс Бринсон, ведущий исследователь и научный сотрудник, Университет Райс

По словам Бринсона, возможность готовить подложку в массе отличает газетную бумагу от обычных подложек с химическим осаждением из паровой фазы. Он сказал, что этот процесс может свести к минимуму использование опасных материалов и парниковых газов при росте объемных нанотрубок.

Соавторами статьи являются менеджер по исследованиям Райс Анжли Кумар и адъюнкт-преподаватель Уэйд Адамс, бывший директор Института наноразмерных наук и технологий Райс Смолли. Баррон – заведующий кафедрой низкоуглеродной энергетики и окружающей среды им. Сер Симру, заслуженный профессор химии, материаловедения и наноинженерии в Райсе.

Исследование было поддержано Управлением военно-морских исследований.

Источник: https://www.rice.edu/