Los nanotubos cultivados en agujeros en obleas de dióxido de silicio tienen el potencial de superar a los filtros actualmente disponibles para muchos usos. Los investigadores de Rice encontraron.
(PhysOrg.com) - Los investigadores de la Universidad de Rice y sus colegas en Finlandia y Hungría han encontrado una manera de fabricar membranas de nanotubos de carbono que podrían encontrar una amplia aplicación como filtros de aire extrafinos y como andamios para catalizadores que aceleran las reacciones químicas.
Los resultados reportados en la revista ACS Nano muestran cómo estos filtros pueden eliminar hasta el 99 por ciento de las partículas con diámetros de menos de un micrómetro, o una millonésima parte de un metro.
Usando deposición química de vapor (CVD), un equipo dirigido por Robert Vajtai de Rice, un miembro de la facultad en ingeniería mecánica y ciencia de los materiales, creado dispositivos que, al inicio del proceso, parecen pequeños cabezales de ducha. Después de 30 minutos en el horno CVD, los agujeros creados con láser en estas plantillas de dióxido de silicio se llenan con un bosque de nanotubos de carbono a través del cual solo pueden pasar partículas en la escala nanométrica.
Cuando los tubos se funcionalizan con productos químicos catalíticos, las partículas entran en un lado del filtro de una forma y salen de otra. El proceso es similar al utilizado por los convertidores catalíticos en los automóviles, que convierten el monóxido de carbono en una mezcla menos tóxica de dióxido de carbono, nitrógeno y agua.
"Incluso cuando los agujeros son más grandes que la propia partícula, puede ser un filtro muy eficaz, "Dijo Vajtai." La idea básica es que tienes este bosque de nanotubos de carbono. El gas fluye a través y debido a la muy pequeña distancia entre los tubos, los átomos de gas tienen que golpear a muchos de ellos antes de que salgan por el otro lado.
"Esta interacción muy fuerte, en comparación con materiales macroscópicos e incluso algunos materiales microscópicos, proporciona una muy buena manera de hacer una plantilla de catalizador o un filtro que es mucho más efectivo que un filtro HEPA (absorción de partículas de alta eficiencia) que puede comprar en la tienda, " él dijo.
La permeabilidad de los filtros depende en gran medida de cuánto tiempo se permite que los nanotubos crezcan, que determina su longitud y densidad. El equipo probó la capacidad de los filtros para actuar como catalizadores depositando paladio en los nanotubos y usándolos para convertir el propeno en propano. una prueba de referencia para la catálisis. Descubrieron que las membranas activadas "mostraban una actividad excelente y duradera, "según el periódico.
