https://zao-news.ru

Ученые Череповецкого государственного университета совместно с коллегами разработали новый способ получения углеродных нанотрубок с использованием спирта. По утверждению авторов, эта технология открывает перспективы для дешевого и непрерывного производства наноматериалов, которые могут быть востребованы в электронике и медицине. О результатах исследования сообщили в научном журнале Nanomaterials.

Углеродные нанотрубки известны сочетанием уникальных свойств: они обладают высокой механической прочностью, теплопроводностью и биосовместимостью. Благодаря этому такие материалы используются в различных областях, от производства композитов до разработки электронных устройств и медицинских технологий. Тем не менее, массовому внедрению нанотрубок мешает отсутствие простых и экономичных методов их синтеза. Обычные технологии предполагают использование сложных катализаторов, состоят из нескольких этапов и не позволяют организовать непрерывное производство.

Исследователи предложили альтернативный способ получения нанотрубок. Вместо традиционных дорогостоящих катализаторов они применили пароводяную плазменную горелку. В этой установке электрическая дуга нагревает водно-спиртовой раствор до стадии ионизации, после чего пары спирта попадают в зону разряда, где при высокой температуре разлагаются на атомы углерода, конденсирующиеся затем в наноструктуры. В ходе экспериментов были опробованы три типа сырья: этанол, пропанол и бензол.

Как рассказал директор Передовой инженерной школы ЧГУ Георгий Курдюмов, новизна метода заключается в использовании плазмы, состоящей из паров спирта. Благодаря сильному испарению при нагревании пары попадают в дуговой зазор, обеспечивая эффективный синтез.

В ходе экспериментов оказалось, что состав исходного раствора существенно влияет на тип и размеры образующихся наночастиц. В зависимости от выбранного спирта изменялись диаметр и структура нанотрубок, а также количество графеновых слоев.

Ключевым преимуществом предложенного метода является отсутствие необходимости в предварительном приготовлении катализатора и сложной многостадийной очистке. Катализатор образуется непосредственно во время синтеза, что удешевляет процесс и делает его проще. Новый способ также позволяет осуществлять производство нанотрубок в непрерывном режиме, в отличие от традиционных технологий, которые требуют остановок для обслуживания оборудования.

Разработка может быть использована для создания композитных материалов, катализаторов, электродов для суперконденсаторов и систем адресной доставки лекарств. В дальнейшем ученые планируют изучить влияние кислорода и водорода в растворе на процесс образования нанотрубок, а также определить эффективность получения материала из разных типов сырья.

Исследование было выполнено в рамках работы Передовой инженерной школы ЧГУ совместно с Московским государственным университетом гражданского строительства, Иркутским национальным исследовательским техническим университетом и Институтом геохимии имени А.П. Виноградова Сибирского отделения Российской академии наук в рамках программы "Приоритет-2030".

Российские ученые предложили использовать спирт для создания сырья для электроники

Новости

События

Общество

Последние новости

Российские ученые предложили использовать спирт для создания сырья для электроники

Новости

События

Общество

Последние новости

Техническое обновление сайта