Questa immagine illustra come i ricercatori utilizzano un aerografo per coltivare nanofibre di carbonio allineate verticalmente. Credito:Joseph Tracy, North Carolina State University
I ricercatori della North Carolina State University hanno utilizzato tecniche di aerografia per coltivare nanofibre di carbonio allineate verticalmente su diversi substrati metallici, aprendo la porta per l'incorporazione di queste nanofibre in dispositivi di consegna genica, sensori, batterie e altre tecnologie.
"Perché stiamo usando un aerografo, questa tecnica potrebbe essere facilmente incorporata in grandi processi di produzione ad alto rendimento, " dice il dottor Anatoli Melechko, professore associato aggiunto di scienza e ingegneria dei materiali presso la NC State e coautore di un documento che descrive il lavoro. "In linea di principio, potresti coprire un intero edificio con esso."
"È comune utilizzare nanoparticelle di nichel come catalizzatori per coltivare nanofibre di carbonio, e siamo stati in grado di rivestire substrati metallici con nanoparticelle di nichel usando un aerografo, "dice il dottor Joseph Tracy, un professore associato di scienza e ingegneria dei materiali presso la NC State e autore senior del documento. "L'aerografo ci fornisce un rivestimento abbastanza uniforme del substrato e può essere applicato su un'ampia area a temperatura ambiente in un breve periodo di tempo".
Dopo aver applicato le nanoparticelle di nichel, i ricercatori hanno aerografato il substrato con uno strato di polvere di silicio e riscaldato il substrato rivestito a 600 gradi Celsius in un reattore riempito con acetilene e gas di ammoniaca. Nel reattore, le nanofibre di carbonio si sono formate sotto le nanoparticelle di nichel e sono state mantenute in posizione verticale da un rivestimento arricchito di silicio. Il prodotto finito assomiglia a una foresta di nanofibre che corrono perpendicolarmente al substrato. I ricercatori hanno testato con successo questa tecnica su alluminio, substrati di rame e titanio.
Questa immagine è una micrografia elettronica a scansione di nanofibre di carbonio verticali cresciute su un foglio di titanio. Credito:James LeBeau, North Carolina State University
Questa micrografia elettronica a scansione a trasmissione di nanofibre di carbonio cresciute su lamina di rame e mappe elementari mostra la presenza sia di nichel che di rame nelle nanoparticelle del catalizzatore. Credito:James LeBeau, North Carolina State University
"La coltivazione di nanofibre di carbonio su un substrato metallico significa che l'interfaccia tra i due materiali è altamente conduttiva, che rende il prodotto più utile come materiale per elettrodi da utilizzare in una gamma di potenziali applicazioni, "dice Mehmet Sarac, un dottorato di ricerca studente presso NC State e autore principale del documento.
