I nanotubi cresciuti in fori nei wafer di biossido di silicio hanno il potenziale per superare i filtri attualmente disponibili per molti usi, I ricercatori del riso hanno scoperto.
(PhysOrg.com) -- I ricercatori della Rice University e i loro colleghi in Finlandia e Ungheria hanno trovato un modo per realizzare membrane di nanotubi di carbonio che potrebbero trovare ampia applicazione come filtri dell'aria extra-fini e come impalcature per catalizzatori che accelerano le reazioni chimiche.
I risultati riportati sulla rivista ACS Nano mostra come tali filtri possono rimuovere fino al 99 percento di particolato con diametri inferiori a un micrometro o un milionesimo di metro.
Utilizzando la deposizione chimica da vapore (CVD), una squadra guidata da Robert Vajtai di Rice, un collega di facoltà in ingegneria meccanica e scienza dei materiali, creato dispositivi che, all'inizio del processo, sembrano piccoli soffioni. Dopo 30 minuti nel forno CVD, i fori creati dal laser in questi modelli di biossido di silicio si riempiono con una foresta di nanotubi di carbonio attraverso i quali possono passare solo particelle su scala nanometrica.
Quando i tubi sono funzionalizzati con sostanze chimiche catalitiche, le particelle entrano in un lato del filtro in una forma ed escono come un'altra. Il processo è simile a quello utilizzato dai convertitori catalitici nelle automobili, che convertono il monossido di carbonio in una miscela meno tossica di anidride carbonica, azoto e acqua.
"Anche quando i fori sono più grandi della particella stessa, può essere un filtro molto efficace, " Ha detto Vajtai. "L'idea di base è che hai questa foresta di nanotubi di carbonio. Il gas scorre attraverso, e a causa della distanza molto piccola tra i tubi, gli atomi di gas devono colpirne molti prima che escano dall'altra parte.
"Questa interazione molto forte, rispetto ai materiali macroscopici e anche ad alcuni materiali microscopici, fornisce un ottimo modo per creare un modello di catalizzatore o un filtro che è molto più efficace di un filtro HEPA (assorbimento di particolato ad alta efficienza) che puoi acquistare in negozio, " Egli ha detto.
La permeabilità dei filtri dipende fortemente da quanto tempo i nanotubi possono crescere, che ne determina la lunghezza e la densità. Il team ha testato la capacità dei filtri di agire come catalizzatori depositando palladio sui nanotubi e utilizzandoli per trasformare il propene in propano, un test di riferimento per la catalisi. Hanno scoperto che le membrane attivate "hanno mostrato un'attività eccellente e duratura, "secondo il giornale.
