NEC Corporation ha annunciato oggi la scoperta di un nuovo materiale in nano carbonio, il "nanospazzola di carbonio, " un aggregato fibroso di nanocorna di carbonio a parete singola. Inoltre, NEC è diventata la prima azienda al mondo a produrre la nanospazzola di carbonio.

I nanocorni di carbonio sono strutture di nano carbonio a forma di corno (figura 2) di 2-5 nanometri (nm) di diametro e 40-50 nm di lunghezza, che fino ad ora sono stati prodotti come aggregati sferici radiali (figura 3). La nanospazzola in carbonio appena scoperta è un materiale dalla forma unica. Sono aggregati fibrosi composti da nanotubuli a parete singola a base di grafene assemblati radialmente, chiamati qui come aggregati fibrosi di nanocorna di carbonio a parete singola, la cui struttura ricorda quella di un pennello tondo (figura 1).

"Il 'carbon nanobrush' è un nuovo materiale in nanocarbonio che, come i nanocorni di carbonio esistenti, ha un'elevata dispersione di acqua e solventi, e alta adsorbibilità, compreso l'assorbimento di sostanze, ma ha più di 10 volte la conduttività elettrica rispetto ai nanocorni di carbonio esistenti, una caratteristica importante per le applicazioni industriali, " ha detto il dottor Sumio Iijima, Assegnista di ricerca senior, NEC Corporation. "Con queste caratteristiche, si prevede che la nanospazzola di carbonio contribuirà a migliorare le funzionalità di base di una gamma di dispositivi, compreso l'aumento della velocità delle risposte del sensore e dell'attuatore, migliorare le proprietà di uscita di batterie e condensatori, aumentando la conduttività elettrica dei materiali compositi in gomma e plastica, oltre ad avere applicazioni in una vasta gamma di settori."

Le caratteristiche della "nanospazzola di carbonio" includono quanto segue:

Struttura

(1) I nanocorni di carbonio a parete singola di 2-5 nm di diametro e 40-50 nm di lunghezza si raccolgono radialmente e sono collegati fibrosamente in diversi micrometri.

(2) Il nanocorno di carbonio a parete singola, che è una struttura di nano carbonio a forma di corno con un'ampia superficie, si raccoglie radialmente e è connesso fibrosamente in diversi micrometri. Quindi ha un'ampia superficie per unità di massa (fino a 1700 /g).

Caratteristiche

(1) Dispersione

Come nanocorni di carbonio, la nanospazzola di carbonio ha un'elevata disperdibilità, dispersione in acqua e solventi organici, Per esempio. Ciò significa che può essere facilmente miscelato con una varietà di materiali, facilitando il miglioramento delle sue caratteristiche come materiale di base.

(2) Adsorbitività

Come nanocorni di carbonio sferici, la nanospazzola di carbonio può contenere varie sostanze negli spazi di dimensioni nanometriche all'interno della struttura tubolare, quindi può essere utilizzato come adsorbente ad alte prestazioni. Quando si formano buchi sulla superficie dei nanocorni di carbonio mediante trattamenti di ossidazione, lo spazio interno può essere utilizzato, espandendo la superficie di un fattore di circa cinque e aumentando notevolmente l'adsorbimento.

(3) Conducibilità elettrica

Poiché la nanospazzola di carbonio è un aggregato fibroso di nanocorna di carbonio assemblate radialmente, ha più di 10 volte la conduttività elettrica rispetto agli attuali aggregati sferici di nanocorno di carbonio. Di conseguenza, sono altamente efficaci nell'aumentare la velocità di risposta del sensore e dell'attuatore, aumentando le proprietà di uscita di batterie e condensatori, e aumentare la conduttività elettrica dei materiali compositi in gomma e plastica.

Processo produttivo

La nanospazzola di carbonio può essere prodotta a temperatura ambiente e sotto pressione atmosferica utilizzando il metodo di ablazione laser in cui un bersaglio di carbonio contenente ferro (massa di carbonio) viene irradiato da un laser ad alta densità di potenza. Il semplice processo di produzione significa che possono essere prodotti in modo efficiente ea basso costo rispetto al costo di altri materiali in nano carbonio.