(PhysOrg.com) -- I ricercatori hanno utilizzato i laser per creare i primi pratici filati macroscopici da fibre di nitruro di boro, aprendo le porte a una vasta gamma di applicazioni, da veicoli spaziali schermati dalle radiazioni a armature più robuste, secondo uno studio appena pubblicato.

I ricercatori del Langley Research Center della NASA, il Thomas Jefferson National Accelerator Facility del Department of Energy e il National Institute of Aerospace hanno creato una nuova tecnica per sintetizzare nanotubi di nitruro di boro di alta qualità (BNNT). Sono altamente cristallini e hanno un diametro ridotto. Inoltre contengono strutturalmente pochi muri e sono molto lunghi. Il nitruro di boro è il materiale bianco che si trova nel trucco da clown e nella cipria.

"Altri laboratori possono produrre nanotubi davvero buoni che sono corti o davvero scadenti che sono lunghi. Abbiamo sviluppato una tecnica che rende davvero buoni nanotubi che sono davvero lunghi, " ha detto Mike Smith, uno scienziato del personale del Langley Research Center della NASA.

La tecnica di sintesi, chiamato metodo a vapore/condensatore pressurizzato (PVC), è stato sviluppato con il laser a elettroni liberi di Jefferson Lab e successivamente perfezionato utilizzando un laser di saldatura commerciale. In questa tecnica, il raggio laser colpisce un bersaglio all'interno di una camera riempita di gas azoto. Il raggio vaporizza il bersaglio, formando un pennacchio di gas boro. un condensatore, un filo metallico raffreddato, viene inserito nel pennacchio di boro. Il condensatore raffredda il vapore di boro mentre passa, provocando la formazione di goccioline di boro liquido. Queste goccioline si combinano con l'azoto per autoassemblarsi in BNNT.

I ricercatori hanno utilizzato il metodo del PVC per produrre i primi BNNT di alta qualità che sono abbastanza lunghi da essere filati in filati macroscopici, in questo caso lunghi centimetri. Una massa di nanotubi simile al cotone è stata attorcigliata con le dita in un filo largo circa un millimetro, indicando che i nanotubi stessi sono lunghi circa un millimetro.

"Sono grandi e soffici, simile al tessuto, "ha detto Kevin Jordan, un ingegnere elettrico del personale presso Jefferson Lab. "Ciò significa che è possibile utilizzare tecniche di produzione e manipolazione di tessuti commerciali per fonderle in cose come armature, celle solari e altre applicazioni".

Le immagini al microscopio elettronico a trasmissione mostrano che i nanotubi sono molto stretti, con un diametro medio di pochi micron. Le immagini TEM hanno anche rivelato che i BNNT tendevano ad essere a poche pareti, più comunemente con due-cinque pareti, sebbene fossero presenti anche nanotubi a parete singola. Ogni parete è uno strato di materiale, e i nanotubi con meno pareti sono i più ricercati.

I ricercatori affermano che il prossimo passo è testare le proprietà dei nuovi nanotubi di nitruro di boro per determinare i migliori usi potenziali per il nuovo materiale. Stanno anche cercando di migliorare e ampliare il processo di produzione.

"La teoria dice che questi nanotubi hanno applicazioni energetiche, applicazioni mediche e, ovviamente, applicazioni aerospaziali, " ha detto Giordano.

Smith acconsentì, "Alcune di queste cose saranno vicoli ciechi e altre varrà la pena perseguirle, ma non lo sapremo finché non avremo materiale nelle mani delle persone".

La ricerca sarà pubblicata nel numero del 16 dicembre della rivista Nanotecnologia . www.iop.org/EJ/abstract/0957-4484/20/50/505604/

Fonte:Thomas Jefferson National Accelerator Facility