Производство углеродных нанотрубок оптимизировали

Ученые из Сколковского института науки и технологий исследовали способ ввода катализатора, который применяется при изготовлении углеродных нанотрубок с помощью классического метода химического осаждения из газовой фазы(CVD-метода). Исследователи предложили новый способ повысить эффективность синтеза нанотрубок, открывающий перспективы для разработки более экономичных и доступных технологий. Результаты исследования опубликованы в журнале Chemical Engineering Journal.

Однослойные углеродные нанотрубки (ОУНТ), представляющие собой свернутый в бесшовный цилиндр лист графена толщиной в один атом, имеют широкий потенциал применения в областях материаловедения и электроники. При этом ключевой аспект развития этой технологии — оптимизация CVD-метода получения нанотрубок, когда частицы металлического катализатора используются для «экстракции» углерода из газовой среды и выращивания нанотрубок.

«Для получения углеродной нанотрубки из исходного сырья необходимо добиться четкой согласованности между десятками параметров реактора. Формирование углеродных нанотрубок — очень сложный процесс. Несмотря на то что его изучением занимаются уже достаточно давно, он до сих пор таит в себе много секретов», — рассказывает один из авторов работы, профессор Сколтеха Альберт Насибулин.

В последнее время предлагалось множество способов повышения каталитической активности для увеличения объемов производства ОУНТ с требуемыми свойствами. Авторы статьи сосредоточили свое внимание на способе ввода паров ферроцена, предшественника катализатора, внутри реактора. Ученые применили аэрозольный CVD-метод, используя в качестве источника материала монооксид углерода. В процессе формирования трубок они контролировали производительность синтеза и характеристики ОУНТ в зависимости от скорости ввода катализатора и концентрации углекислого газа, который использовали для тонкой настройки параметров процесса. Исследователи пришли к выводу, что, регулируя расход газа через инжектор, можно до девяти раз увеличить производительность синтеза при сохранении большинства характеристик ОУНТ, таких как диаметр трубки, процент дефектных нанотрубок и электрическая проводимость пленки.

При изготовлении нанотрубок CVD-методом, как правило, не уделяется должного внимания эффективности использования катализатора. Авторы считают, решение этой задачи открывает широкие перспективы для создания улучшенных технологий, и их работа — первый шаг на пути к этой цели.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.