Jiaxing Huang de la Universidad Northwestern está lista para reactivar la investigación de nanotubos de carbono. Y lo está haciendo con un químico común que alguna vez se usó en productos de limpieza para el hogar.
Al utilizar un solvente económico, ya producido en masa, llamado cresol, Huang ha descubierto una forma de dispersar nanotubos de carbono a concentraciones sin precedentes sin la necesidad de aditivos o reacciones químicas duras para modificar los nanotubos. En un giro sorprendente, HuangTambién descubrió que a medida que aumentan las concentraciones de los nanotubos, el material pasa de una dispersión diluida a una pasta espesa, luego un gel independiente y finalmente una masa amasable que puede moldearse y moldearse.
El estudio fue publicado en línea el 14 de mayo en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
"Debido a sus excepcionales propiedades mecánicas, térmicas y eléctricas, los nanotubos de carbono han atraído mucha atención para una serie de aplicaciones", dijo Huang, profesor de ciencia e ingeniería de materiales en la Escuela de Ingeniería McCormick de Northwestern. "Pero después de décadas deinvestigación y desarrollo, parte de la emoción se ha desvanecido "
¿La razón? Los nanotubos de carbono son notoriamente difíciles de procesar, especialmente en grandes cantidades. Aproximadamente 10,000 veces más delgadas que un cabello humano, se dice que las estructuras en forma de tubo son más fuertes que el acero y conducen el calor y la electricidad mucho mejor quecobre. Pero cuando se produce en masa, generalmente en forma de polvos, los tubos se retuercen y agrupan. Esta complicación es una barrera importante para las aplicaciones generalizadas del material.
"Los tubos agregados son difíciles de dispersar en solventes", dijo Huang. "Y si no puede obtener una buena dispersión, entonces no podrá hacer películas delgadas de nanotubos de alta calidad en las que dependen muchas aplicaciones".
Para evitar este problema, los investigadores anteriores utilizaron aditivos para recubrir los nanotubos, que alteraron químicamente sus superficies y los obligaron a separarse. Aunque estos métodos funcionan, dejan residuos o alteran las estructuras de la superficie de los nanotubos, que pueden embotarsus propiedades deseables
Por el contrario, el equipo de Huang descubrió que el cresol no deteriora las funciones de la superficie de los nanotubos de carbono. Y, después de separar los tubos enredados, los investigadores pueden simplemente eliminar el químico lavándolo o calentándolo hasta que se evapore.
Encontrar amasamientos inesperados
Después de desbloquear una nueva forma de fabricar nanotubos de carbono en concentraciones cada vez más altas, Huang y su equipo descubrieron nuevas formas del material. A medida que aumenta la concentración de nanotubos de carbono, el material pasa de una dispersión diluida a una pasta para untar a un producto libreresistente al gel y finalmente a una masa amasable. Estas diversas formas se pueden moldear, remodelar o usar como tinta conductora para la impresión 3D.
"El estado de masa de los nanotubos es fascinante", dijo Kevin Chiou, un estudiante graduado en el laboratorio de Huang y primer autor del artículo. "Se puede moldear y moldear fácilmente en estructuras arbitrarias al igual que la plastilina".
"Esencialmente, este sistema solvente ahora hace que los nanotubos se comporten como los polímeros", dijo Huang. "Es realmente emocionante ver que los solventes a base de cresol hacen que los nanotubos de carbono que alguna vez fueron difíciles de procesar sean tan utilizables como los plásticos comunes".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad del Noroeste . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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