Новый Путь Продукции Nanotube Углерода Уменьшить Экологическое Воздействие

Published on November 11, 2010 at 3:53 AM

Дано их размер, прочность и электрические свойства, nanotubes углерода - малюсенькие, полые цилиндры сделанные из атомов углерода - держат посыл для диапозона применения в электронике, медицине и других полях.

Несмотря На индустриальное развитие nanotubes в недавних летах, однако, очень немногая знано о как они формируют или экологические воздействия их изготовления.

График: Кристина Daniloff

Он поворачивает вне что один обыкновенно используемый процесс к nanotubes углерода продукции, или CNTs, могут выпустить несколько 100 тонн химикатов, включая газы оранжереи и опасные атмосферные загрязнители, в воздух каждый год. В бумаге опубликованная последняя неделя на вебсайте ACS Nano, исследователя сообщают то в экспериментах, извлекая один шаг в тот процесс - шаг который включает нагреть углерод-основанные газы и «ингридиенты» добавляя ключа реактивные - уменьшенные излучения вредных субпродуктов хотя бы десятикратных и, в некоторые случаи, фактором 100. Он также отрезал количество энергии используемое в процессе половиной.

«Мы могли сделать все из этого и все еще иметь хороший рост CNT,» говорит Desiree Plata, который вел исследование между 2007 и 2009 по мере того как докторский студент в совместной деятельности MIT с Древесинами Продырявит Океанографическое Заведение. Теперь ассистент профессора посещения в Отделах MIT Аеронавтики и Астронавтики и Гражданское и Изучении Влияния Окружающей Среды (CEE), Plata сотрудничали на бумаге с несколькими MIT и исследователя Мичиганского Университета, включая Филипп Gschwend, Переходят Вброд Профессор Инджиниринга в CEE, и Харте Джна, профессоре машиностроения на Мичиганском Университете. Изучение часть долгосрочного усилия изменить подход к материальному развитию так, что относящие к окружающей среде химики будут работать с молодой индустрией CNT для того чтобы начать методы для того чтобы предотвратить или ограничить нежелательные относящие к окружающей среде последствия.

В их изучении, Plata и ее коллегаы проанализировали общий процесс производства CNT известный как каталитическое низложение химического пара. В этом методе, изготовления совмещают водопод с «газом исходное сырьё,» как метан, окись углерода или этилен. Они после этого нагрюют комбинацию в реакторе который содержит катализатор металла как никель или утюг, который после этого формируют CNTs. Проблема что как только форма CNTs, unreacted смеси (до 97 процентов начального исходное сырьё) часто выпущена в воздух.

Поворачивать жару

В выполненном на заказ реакторе лаборатори-маштаба, исследователя нагрели водопод и этилен, который обыкновенно использован в высокообъемном изготавливании CNT, и после этого поставлено ему к катализатору металла. Они нашли что больше чем 40 смесей сформировали, включая газы оранжереи как метан и токсические атмосферные загрязнители как коксобензол.

Исследователя заподозрили что не вся из тех смесей были необходима для расти CNTs, и они знали что нагревать газ исходное сырьё играет критическую роль в создавать опасные смеси. Так они совместили unheated этилен и водопод с несколько из 40 смесей, по-одному, для того чтобы увидеть которые смеси сочетание из вели к самому лучшему росту. Они наблюдали что некоторые алкины, или молекулы которые имеют хотя бы 2 атома углерода вставили вместе с 3 определенными произведенными скреплениями, самому лучшему росту, пока другие смеси которые нежелательные субпродукты, как метан и коксобензол, не сделали.

Plata и ее коллегаы выполнили их драматическое уменьшение в обоих вредных излучениях и потребление энергии путем алкины комнатной температуры impinging, с этиленом и водоподом, сразу на катализатор металла, без жары. Они также выучили что они смогли уменьшить количество этилена и водопода используемых около 20 и 40 процентами, соответственно, и все еще достигают таких же тарифа и качества роста CNT. Plata говорит что пока результаты экспериментов по лаборатории трудны для того чтобы обобщить, в рынке который ожидано, что достигает несколько миллиард долларов внутри несколько лет, эти изменения смогли перевести в «значительно стоимости сбережений» для изготовлений.

Реакция Индустрии

Хотя она слишком скоро для изготовлений для принятия метода представленного в бумаге, Дэвиде Lashmore, недостатке - президент и офицер технологии вождя Согласия, N.H. - основанные Технологии Nanocomp, говорит что метод что-то его компания охотно готова попробовать по мере того как оно ищет пути уменьшить влияния окружающей среды своего производственного процесса. «Это высокого интереса к нам и смогло иметь обширный удар на нашем отростчатом домоводстве,» он говорит.

Пункты Plata вне которым изучение MIT проанализировало только один из нескольких газов исходное сырьё используемых для того чтобы сделать CNTs, и которым такому же анализу нужно быть сделанным для других. Но для ее собственной части, она теперь фокусирует на как форма CNTs, пробуя определить точное взаимодействие катализатора металла и углеродов в этом процессе. Знать роль катализатора смогл помочь исследователям манипулировать атом образования CNTs' атомом - очень более точно чем они могут теперь, она говорит.

Изучение было фондировано Заведением Отверстия Древесин Океанографическим, Arunas и Зажиганием Grant через Инициативу Систем Земли MIT и Обществом Pam Chesonis MIT Мартина Собратьев для Устойчивости, Программой Nanomanufacturing Национального фонда, Lockheed Martin Nanosystems и Отделом Мичиганского Университета Машиностроения и Коллежем Инджиниринга.

Источник: http://web.mit.edu/

Last Update: 12. January 2012 20:18

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit