Nanowłókna węglowe jak malowane

pistolet

Czy można “malować” nanostruktury takie jak włókna węglowe za pomocą narzędzi używanych w celach artystycznych? Jak udowodnili naukowcy z North Carolina State University, nauka może otrzymać wymierne korzyści w wyniku współpracy z dziedziną sztuki jaką jest aerografia. 

Czym że więc jest aerograf? Jest to pistolet do malowania o miniaturowych wymiarach przeznaczony do malowania precyzyjnego. Podobnie jak jego większe odpowiedniki wykorzystuje sprężone powietrze do rozpylania farby na danej powierzchni w sposób ręczny, metodą napylania strumieniem powietrza. Aerograf służy do malowania powierzchni wszelakiego kształtu i jest stosowany głównie w motoryzacji. Artyści zajmujący się tuningiem uwieczniają swoje dzieła na karoserii samochodów, kaskach motocyklowych czy chociażby zbiornikach paliwa. Technikę tą wykorzystuje się również do prac konserwacyjnych oraz w modelarstwie.

Wyżej wspomnianą technikę wykorzystali badacze z NCSU do napylania powierzchni metalicznej w sposób gwarantujący pionowy wzrost nanowłókien węglowych na podłożu metalowym co otwiera drogę, do wykorzystania wykonanych w taki sposób włókien, w celach terapii genowej, czujników, baterii oraz innych dziedzin technologii. “Dzięki zastosowaniu aerografu, można bez problemu przeskalować proces produkcji na potrzeby przemysłowe wysokiej wydajności. W zasadzie nie ma problemu aby pokryć włóknami cały budynek.” – powiedział dr Anatoli Melechko. “Wykorzystywanie nanocząstek niklu w celu wzrostu nanowłókien węglowych jest rzeczą powszechną, dlatego też zdecydowaliśmy się na bombardowanie powierzchni metalicznej tymi cząstkami za pomocą aerografu co daje wymierne korzyści w postaci równomiernej powłoki, dużej powierzchni krycia, w temperaturze pokojowej i bardzo krótkim czasie.” Metoda otrzymywania nanowłókien polega na rozpyleniu cząsteczek niklu na warstwie metalicznej pokrytej proszkiem krzemu a następnie podgrzaniu układu do temperatury 600 stopni Celsjusza w odpowiednio przystosowanym reaktorze wypełnionym acetylenem i amoniakiem. W wyniku reakcji, w reaktorze formują się włókna węglowe “umocowane” zgodnie z przytwierdzonymi cząstkami niklu, a wzbogacona krzemem powłoka utrzymuje je w położeniu pionowym. Gotowym produktem jest płyta na której ściele się “las” nanowłókien węglowych prostopadłych do podłoża. Naukowcy zbadali  technikę z powodzeniem dla aluminium, miedzi oraz tytanu jako materiału podłoża. “Włókna węglowe wzrastające na metalicznym podłożu tworzą połączenie pomiędzy dwoma materiałami z wysokim przewodnictwem, co sprawia że produkt może znaleźć potencjalne zastosowania w elektronice” – dodaje Mehmet Sarac.

Źródła:
[1] Mehmet F. Sarac, Bryan D. Anderson, Ryan C. Pearce, Justin G. Railsback. “Airbrushed Nickel Nanoparticles for Large-Area Growth of Vertically Aligned Carbon Nanofibers on Metal (Al, Cu, Ti) Surfaces”, ACS Applied Materials & Interfaces, Article ASAP DOI: 10.1021/am401889t
[2] airbrush by Manfred Brückels, commons.wikimedia.org, CC BY 3.0

Dodaj pierwszy komentarz

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *