Учёные ЧГУ вместе с коллегами разработали недорогой и непрерывный способ производства углеродных нанотрубок из спирта.
Учёные из Череповца вместе с коллегами из других научных центров придумали, как превращать обычный спирт в высокотехнологичное сырьё — углеродные нанотрубки, востребованные в электронике, медицине и производстве композитов. Новый метод обещает сделать выпуск таких материалов дешевле и проще, а главное — непрерывным, без долгих остановок и сложной очистки.
Разработку представили исследователи Череповецкого государственного университета (ЧГУ) в составе большого научного коллектива. Результаты уже опубликованы в журнале Nanomaterials. В основе технологии — пароводяная плазменная горелка: в ней электрическая дуга нагревает водно-спиртовой раствор до ионизации. Пары спирта попадают в дуговой разряд, где при высокой температуре распадаются на атомы углерода — а те затем собираются в наноструктуры. В экспериментах учёные пробовали разные виды сырья: этанол, пропанол и бензол.
Ключевое преимущество метода — в его простоте. В отличие от традиционных технологий, здесь не нужно заранее готовить сложный и дорогой катализатор и проводить многоступенчатую очистку: катализатор формируется прямо в процессе синтеза. Кроме того, производство можно вести непрерывно, тогда как классические способы требуют остановок для замены электродов или сбора продуктов.
Как рассказал директор Передовой инженерной школы ЧГУ Георгий Курдюмов, научное новшество — именно в использовании плазмы из паров спирта. Причём состав раствора напрямую влияет на характеристики получаемых частиц: меняя тип спирта, учёные могли управлять диаметром и структурой нанотрубок, а также количеством слоёв графеновых хлопьев.
Углеродные нанотрубки ценятся за уникальное сочетание свойств: они пластичны, отлично проводят тепло и совместимы с биологическими системами. Благодаря этому их применяют в самых разных областях — от создания композитных материалов и электродов для суперконденсаторов до адресной доставки лекарств. Новая технология может заметно ускорить внедрение таких решений, ведь она снимает одно из главных препятствий — высокую стоимость и сложность производства.
В перспективе исследователи хотят выяснить, как кислород и водород в водно-спиртовых растворах влияют на образование нанотрубок, и рассчитать, сколько наноматериала можно получить из разных видов сырья, сообщило РИА Новости.
Проект реализован в рамках программы «Приоритет-2030» силами специалистов ЧГУ, Московского государственного университета гражданского строительства, Иркутского национального научно-технического университета и Института геохимии имени А. П. Виноградова СО РАН.
Ранее писали о том, что российские ученые выяснили, от чего зависит риск диабета и ожирения.
