Blocchi di schiuma esagonale di nitruro di boro trattati con alcol polivinilico si sono dimostrati in grado di assorbire più di tre volte il suo peso in anidride carbonica. Il materiale riutilizzabile è stato creato alla Rice University. Credito:Ajayan Research Group/Rice University
Gli scienziati dei materiali della Rice University hanno creato una schiuma leggera da fogli bidimensionali di nitruro di boro esagonale (h-BN) che assorbe l'anidride carbonica.
Hanno scoperto che l'h-BN liofilizzato lo ha trasformato in una schiuma su macroscala che si disintegra nei liquidi. Ma l'aggiunta di un po' di alcol polivinilico (PVA) nel mix lo ha trasformato in un materiale molto più robusto e utile.
La schiuma è altamente porosa e le sue proprietà possono essere adattate per l'uso nei filtri dell'aria e come materiali per l'assorbimento di gas, secondo i ricercatori del laboratorio Rice dello scienziato dei materiali Pulickel Ajayan.
Il loro lavoro appare sulla rivista dell'American Chemical Society ACS Nano .
L'alcool polivinilico funge da collante. Mescolato in una soluzione con scaglie di h-BN, lega le giunzioni mentre i fogli microscopici si dispongono in un reticolo quando liofilizzati. Il processo in un'unica fase è scalabile, hanno detto i ricercatori.
"Anche una piccola quantità di PVA funziona, " ha detto il co-autore e ricercatore post-dottorato di Rice Chandra Sekhar Tiwary. "Aiuta a rendere la schiuma rigida incollando le interconnessioni tra i fogli di h-BN - e allo stesso tempo, non cambia affatto la superficie."
Nelle simulazioni di dinamica molecolare, la schiuma assorbe il 340 percento del proprio peso in anidride carbonica. Il gas serra può essere evaporato dal materiale, che può essere riutilizzato più volte, ha detto Tiwary. I test di compressione hanno mostrato che la schiuma è diventata più rigida attraverso 2, anche 000 cicli.
Un'immagine al microscopio mostra l'elevata area superficiale della schiuma di nitruro di boro esagonale incollata insieme con alcol polivinilico. il duro, la schiuma leggera può essere utilizzata per assorbire l'anidride carbonica o come materiale per schermare i tessuti biologici dai laser. Credito:Ajayan Research Group/Rice University
E quando rivestito con PDMS, un altro polimero, la schiuma diventa un efficace scudo dai laser che potrebbe essere utilizzato in ambito biomedico, elettronica e altre applicazioni, Egli ha detto.
In definitiva, i ricercatori vogliono ottenere il controllo sulla dimensione dei pori del materiale per applicazioni specifiche, come separare l'olio dall'acqua. Simulazioni realizzate dal coautore Cristiano Woellner, un ricercatore post-dottorato congiunto presso la Rice e l'Università statale di Campinas, Brasile, potrebbe servire da guida per gli sperimentatori.
"È importante unire esperimenti e calcoli teorici per vedere la risposta meccanica di questo composito, " disse Woellner. "In questo modo, gli sperimentatori vedranno in anticipo come possono migliorare il sistema".
Una simulazione di dinamica molecolare mostra molecole di alcol polivinilico di carbonio (teal), ossigeno (rosso) e idrogeno (bianco) che legano fogli bidimensionali di nitruro di boro esagonale (blu e giallo). Il materiale riutilizzabile creato alla Rice University può sequestrare più di tre volte il suo peso in anidride carbonica. Credito:Ajayan Research Group/Rice University
