Esta imagen ilustra cómo los investigadores utilizan un aerógrafo para cultivar nanofibras de carbono alineadas verticalmente. Crédito:Joseph Tracy, Universidad Estatal de Carolina del Norte
Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte utilizaron técnicas de aerografía para cultivar nanofibras de carbono alineadas verticalmente en varios sustratos metálicos diferentes. abriendo la puerta para incorporar estas nanofibras en los dispositivos de administración de genes, sensores, baterías y otras tecnologías.
"Porque estamos usando un aerógrafo, esta técnica podría incorporarse fácilmente a gran escala, procesos de fabricación de alto rendimiento, "dice el Dr. Anatoli Melechko, profesor asociado adjunto de ciencia e ingeniería de materiales en NC State y coautor de un artículo que describe el trabajo. "En principio, podría cubrir todo un edificio con él ".
"Es común utilizar nanopartículas de níquel como catalizadores para cultivar nanofibras de carbono, y pudimos recubrir sustratos metálicos con nanopartículas de níquel usando un aerógrafo, "dice el Dr. Joseph Tracy, profesor asociado de ciencia e ingeniería de materiales en NC State y autor principal del artículo. "La aerografía nos da una capa bastante uniforme del sustrato y se puede aplicar a un área grande a temperatura ambiente en un corto período de tiempo".
Después de aplicar las nanopartículas de níquel, los investigadores aerografiaron el sustrato con una capa de polvo de silicio y calentaron el sustrato revestido a 600 grados Celsius en un reactor lleno de gas acetileno y amoníaco. En el reactor Las nanofibras de carbono se formaron debajo de las nanopartículas de níquel y se mantuvieron en posición vertical mediante un recubrimiento enriquecido con silicio. El producto terminado se asemeja a un bosque de nanofibras que se extienden perpendicularmente al sustrato. Los investigadores probaron esta técnica con éxito en aluminio, sustratos de cobre y titanio.
Esta imagen es una micrografía electrónica de barrido de nanofibras de carbono verticales cultivadas en una lámina de titanio. Crédito:James LeBeau, Universidad Estatal de Carolina del Norte
Esta micrografía electrónica de transmisión de barrido de nanofibras de carbono cultivadas en láminas de cobre y mapas elementales muestra la presencia de níquel y cobre en las nanopartículas del catalizador. Crédito:James LeBeau, Universidad Estatal de Carolina del Norte
"El crecimiento de nanofibras de carbono en un sustrato metálico significa que la interfaz entre los dos materiales es altamente conductora, lo que hace que el producto sea más útil como material de electrodo para su uso en una variedad de aplicaciones potenciales, "dice Mehmet Sarac, un doctorado estudiante de NC State y autor principal del artículo.
