جنرال لواء

يطور العلماء عملية لتحويل الهواء السام إلى أنابيب نانوية كربونية رخيصة

يطور العلماء عملية لتحويل الهواء السام إلى أنابيب نانوية كربونية رخيصة



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

تعتبر الأنابيب النانوية الكربونية ، إحدى أقوى المواد وأخفها التي عرفها الإنسان ، من أعظم المواد الخارقة في العالم. ولكن على الرغم من قصف الأخبار باستمرار بالتطبيقات المكتشفة حديثًا أو تحطيم الأرقام القياسية العالمية الجديدة ، لا تزال الأنابيب النانوية الكربونية لا تسيطر على العالم.

لقد كان تقريبا ثلاثة عقود منذ أن اكتشف توماس سي ماجاناس وألان إل هارينجتون الأنابيب النانوية الكربونية في عام 1991. حتى الآن بعد 27 سنة والأنابيب النانوية الكربونية بالكاد كان لها أي تأثير على المستوى الصناعي. السبب بسيط ، تصنيع الأنابيب النانوية الكربونية باهظ التكلفة.

ومع ذلك ، دكتوراه. اقترحت الطالبة آنا دوغلاس وفريقهم حلًا جديدًا للمشكلة المكلفة.

تحويل الهواء إلى أنابيب نانوية كربونية رخيصة

في ورقة بحثية حديثة نُشرت في منشورات ACS ، حدد فريق العلماء من جامعة فاندربيلت طريقة جديدة لاستخراج الأنابيب النانوية الكربونية الرخيصة من جزيئات ثاني أكسيد الكربون في الهواء.

وفقًا للصحيفة ، كانت تكلفة استهلاك الطاقة أقل بكثير من قيمة الأنابيب النانوية الكربونية المصنعة. على الرغم من عدم ذكر تفاصيل محددة حول السعر الأرخص ، يمكن أن يجعل البحث أخيرًا إمكانية الإنتاج على نطاق واسع للأنابيب النانوية الكربونية قريبًا جدًا.

"يوضح تقدمنا ​​البحثي مسارًا لتجميع الأنابيب النانوية الكربونية بشكل أفضل في الجودة من هذه المواد بتكلفة أقل واستخدام ثاني أكسيد الكربون الذي يتم التقاطه من الهواء."

قال دوغلاس: "أرخص الأنابيب النانوية الكربونية في السوق يكلف حوالي 100-200 دولار للكيلوغرام". "يوضح تقدمنا ​​البحثي مسارًا لتجميع الأنابيب النانوية الكربونية بشكل أفضل في الجودة من هذه المواد بتكلفة أقل واستخدام ثاني أكسيد الكربون الذي يتم التقاطه من الهواء."

بهذه الطريقة الجديدة ، ربما تكون عملية تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى أنابيب نانوية كربونية مربحة قابلة للتطبيق اقتصاديًا. قريباً ، ستتمكن الشركات من تحويل غاز ثاني أكسيد الكربون إلى منتجات مختلفة من أنابيب الكربون النانوية وبيعها بربح - ربما يكون نموذج الأعمال الأكثر سلامة بيئيًا حتى الآن.

"ما تعلمناه هو العلم الذي يفتح الباب الآن لبناء بعض من أكثر المواد قيمة في عالمنا ، مثل الماس والأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار ، من ثاني أكسيد الكربون الذي نلتقطه من الهواء خلال عمليتنا" ، باينت قال.

كيف تعمل العملية

لا تزال الآلية الدقيقة لكيفية تشكل الأنابيب النانوية الكربونية غير مفهومة تمامًا. ومع ذلك ، فإن العملية الجديدة تنطوي على طريقة غير شائعة لإنتاج الأنابيب النانوية - الكيمياء الكهربائية.

تنتج هذه الطريقة أنابيب نانوية رخيصة بأقطار صغيرة بشكل ملحوظ ، وهي عملية تتطلب غالبًا دقة لا تصدق وآلات متطورة. على الرغم من أن العملية الجديدة تتطلب معدات بدائية إلى حد ما.

بدلاً من استخدام آلات معقدة لتجميع أجزاء صغيرة من الأنابيب النانوية الكربونية ، يستكشف البحث الجديد نهجًا أبسط بكثير. تتضمن الطريقة وضع طبقة رقيقة من الحديد فوق لوح من الألومنيوم. عندما يوضع داخل محلول ملحي ويحدثه تيار كهربائي ، يعمل الحديد كمحفز لبدء تكوين هياكل الأنابيب النانوية الكربونية على سطح الصفيحة الفولاذية.

في هذه الصورة ، تمر الكهرباء عبر صفيحة فولاذية مغطاة بالحديد ، مما يتسبب في أن تبدأ الأنابيب النانوية الكربونية بالتشكل على سطح الصفيحة.

قال الأستاذ المساعد كاري: "أحد أكثر الأشياء إثارة حول ما فعلناه هو استخدام الكيمياء الكهربية لفصل ثاني أكسيد الكربون إلى مكونات أولية من الكربون والأكسجين وتجميع ذرات الكربون معًا بدقة نانومترية في أشكال جديدة من المادة". نصف لتر. وهذا يفتح الباب أمام القدرة على إنتاج منتجات قيّمة حقًا باستخدام الأنابيب النانوية الكربونية. هذه يمكن أن تحدث ثورة في العالم ".

على الرغم من أن البحث رائد ، إلا أن الباحثين يواصلون معاناتهم في تصنيع خيوط أنابيب الكربون النانوية التي يبلغ طولها بضعة سنتيمترات فقط.

حتى الآن ، أنتج أكبر أنبوب نانوي كربوني على الإطلاق مقاييس طولها أقل بقليل من نصف متر - بعيدًا عن حبل 100000 كيلومتر المطلوب لبناء مصعد فضائي.

الأخبار مثيرة وستسرع بالتأكيد في تنفيذ الأنابيب النانوية الكربونية في الحياة اليومية. ومع ذلك ، سوف تمر سنوات عديدة وعلى الأرجح أطول بكثير حتى يتم فهم كل شيء حول تصنيع الأنابيب النانوية الكربونية الرخيصة.


شاهد الفيديو: صناعة الخرسانة الكربونية ومميزاتها (أغسطس 2022).