Per la prima volta, Gli scienziati e i collaboratori del Lawrence Livermore National Laboratory hanno catturato un film su come grandi popolazioni di nanotubi di carbonio crescono e si allineano.

Capire come i nanotubi di carbonio (CNT) nucleano, crescere e auto-organizzarsi per formare materiali su macroscala è fondamentale per la progettazione orientata all'applicazione dei supercondensatori di prossima generazione, interconnessioni elettroniche, membrane di separazione e filati e tessuti avanzati.

Una nuova ricerca dello scienziato LLNL Eric Meshot e dei colleghi del Brookhaven National Laboratory (BNL) e del Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha dimostrato la visualizzazione diretta della nucleazione collettiva e l'auto-organizzazione di film di nanotubi di carbonio allineati all'interno di un microscopio elettronico a trasmissione ambientale (ETEM) .

In un paio di studi riportati in recenti numeri di Chimica dei materiali e ACS Nano , i ricercatori hanno sfruttato una fotocamera kilohertz all'avanguardia in un ETEM di correzione dell'aberrazione presso BNL per catturare i processi intrinsecamente rapidi che governano la crescita di queste eccitanti nanostrutture.

Tra gli altri fenomeni scoperti, i ricercatori sono i primi a fornire una prova diretta di come la competizione meccanica tra i vicini nanotubi di carbonio possa promuovere contemporaneamente l'autoallineamento, frustrando e limitando la crescita.

"Questa conoscenza può consentire nuovi percorsi per mitigare l'auto-terminazione e promuovere la crescita di materiali di nanotubi di carbonio ultra-densi e allineati, che avrebbe un impatto diretto su diversi spazi applicativi, alcuni dei quali vengono perseguiti qui al Laboratorio, " ha detto Meshot.

Meshot ha guidato lo sviluppo della sintesi CNT presso LLNL per diversi progetti, compresi quelli supportati dal programma Laboratory Directed Research and Development (LDRD) e dalla Defense Threat Reduction Agency (DTRA) che utilizzano i CNT come nanocanali fluidici per applicazioni che vanno dal rilevamento di singole molecole alle membrane su macroscala per indumenti traspiranti e protettivi.