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便宜的小碳纳米管

2019-03-22 14:38:24来源:

想象一下,你插在墙上的一个盒子可以清洁你的有毒空气并支付现金。

这本质上是范德比尔特大学研究人员在发现将二氧化碳转化为有史以来最有价值的材料 - 小直径碳纳米管的蓝图之后所制作的。

碳纳米管是超级材料,可以比钢更强,比铜更具导电性。它们不适用于从电池到轮胎的各种应用,因为这些惊人的性能只出现在最小的纳米管中,这种纳米管非常昂贵。Vanderbilt团队不仅表明他们可以用从空气中吸入的二氧化碳制造这些材料,而且如何以比其他任何方法便宜得多的方式做到这一点。

这些材料,机械工程助理教授Cary Pint称之为“黑金”,可以引导谈话从排放的负面影响转向我们如何在未来的技术中使用它们。

“我们所做的最激动人心的事情之一就是利用电化学技术将二氧化碳分解成碳和氧的元素成分,并以纳米精度将这些碳原子缝合在一起形成新的物质形态,”Pint说。“这为能够用碳纳米管生成真正有价值的产品打开了大门。

“这些可以彻底改变世界。”

在今天发表于ACS应用材料与接口的报告中,Pint,跨学科材料科学博士。学生安娜道格拉斯和他们的团队描述了如何从不锈钢表面涂层生产出比人类头发小10,000倍的微小纳米粒子。关键是让它们足够小,才有价值。

“市场上最便宜的碳纳米管成本约为每公斤100-200美元,”道格拉斯说。“我们的研究进展证明了合成碳纳米管的途径比这些材料更好,成本更低,并且使用从空气中捕获的二氧化碳。”

但制造小型纳米管并非易事。该研究小组表明,一种称为奥斯特瓦尔德成熟的过程 - 其中生长碳纳米管的纳米粒子的尺寸变化到更大的直径 - 是生成无限更有用尺寸的关键竞争者。该团队表明他们可以通过调整电化学参数来最小化这些讨厌的大纳米粒子来部分克服这一点。

这项核心技术促使Pint和Douglas共同创建了SkyNano LLC,这家公司专注于利用这一过程的科学来扩大和商业化这些材料的产品。

“我们所学到的是开启大门的科学,现在在我们的世界中建造一些最有价值的材料,例如钻石和单壁碳纳米管,我们通过我们的工艺从空气中捕获二氧化碳,”Pint说过。