Mechanochemiczna metoda otrzymywania nanowstążek

Źródło: rice.edu

Naukowcy z amerykańskiego Rice University opracowali prostą metodę otrzymywania nanowstążek grafenowych poprzez mielenie zmodyfikowanych chemicznie nanorurek. Podczas mielenia wchodzą one ze sobą w reakcję i ich struktury ulegają otwarciu. Jest to niesamowity przykład zastosowania mechanochemii tam, gdzie dotychczas stosowane technologie wymagały używania agresywnych substancji chemicznych.

Wysoce reaktywne nanowstążki grafenowe, mniejsze tysiące razy od ludzkiego włosa, mogą stanowić bazę do budowy kompozytów o dużej wytrzymałości i przewodności energii elektrycznej, co ma znaczenie dla elektroniki.

Technologia otrzymywania nanowstążek jest dwuetapowa. W pierwszym etapie zachodzi funkcjonalizacja cząstek nanorurek poprzez przyłączenie do nich grup reaktywnych – do jednej z części nanorurek przyłączane są grupy karboksylowe, do drugiej zaś grupy hydroksylowe. W drugim etapie następuje mielenie ze sobą w moździerzu obu rodzajów nanorurek, które trwa 20 minut. Produktem ubocznym procesu jest woda – nie jest to zaskoczeniem zważywszy na fakt, że zachodzi tu reakcja estryfikacji.

Eksperyment dla porównania powtórzono w Indyjskim Instytucie Technologii oraz Libańsko-Amerykańskim Uniwersytecie w Bejrucie. Zastosowano zarówno warunki standardowe, jak i próżnię, reakcje na otwartym powietrzu, różne temperatury, wilgotność, czas reakcji, a nawet pory roku. Pomimo tak wielu działań nie udało się poznać tego, co tak naprawdę dzieje się w nanoskali, a co za tym idzie, mechanizmu otwarcia nanorurek i powstania nanowstążek. Badania nadal trwają i dają nadzieje na otwarcie kolejnych możliwości w inżynierii materiałowej.

(pj)