Para los científicos del Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU., La conversión de cáscaras de arroz en nanocables de SiC de alto valor puede proporcionar nuevos materiales para aplicaciones electrónicas y estructurales. Crédito:Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU.
Al rededor del mundo, Cada año se generan miles de millones de libras de desechos agrícolas. Los científicos del Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU. (NRL) están explorando formas de convertir estos desechos en carburo de silicio de alto valor que se puede utilizar para una variedad de aplicaciones electrónicas y estructurales.
Productos de desecho agrícola, como las cáscaras de arroz, tallos de maiz, mazorcas de maíz, hojas de sorgo, paja de trigo, cáscaras de maní, y se considera que otras conchas y residuos no tienen valor y a menudo se aran en los campos. A veces se eliminan quemándolos, que crea peligros ambientales por la liberación de cenizas, CO 2 , y nanopartículas en el aire.
Los científicos saben que estos desechos agrícolas tienen un contenido de sílice significativamente alto en un estado molecular, similar a los hidrocarburos. Armado con ese conocimiento, El Dr. Syed B. Qadri de NRL y su equipo de investigación han descubierto que estos productos de desecho agrícolas pueden transformarse económicamente en carburo de silicio (SiC) que consiste en nanoestructuras y nanovarillas en varios politipos. El equipo de NRL logró esto mediante la pirólisis de los desechos agrícolas para producir las fases cristalinas del carburo de silicio, un compuesto altamente estable, en varias formas de nanocristales, nanorods, y nanocables. Al calentar y enfriar selectivamente los productos de desecho agrícolas, pudieron investigar sistemáticamente el papel del aumento de temperatura y las tasas de enfriamiento. Observaron que este proceso de calentamiento y enfriamiento impacta directamente en los mecanismos extendidos de formación de defectos que ayudan a modificar la óptica, eléctrico, y propiedades estructurales de estas nanopartículas.
Debido a sus propiedades únicas:alto voltaje de ruptura, inercia química, alta conductividad térmica, estabilidad dimensional, amplio intervalo de banda, alta resistencia a la radiación, y dureza mecánica:el SiC es útil en muchos dispositivos electrónicos y estructurales comerciales. Más recientemente, Se ha demostrado que las nanopartículas de SiC son una alternativa prometedora a los metales plasmónicos en la óptica de nanoescala de infrarrojo medio, detección química, y metamateriales ópticos. El Dr. Qadri explica:"Estos nanocables y nanotubos de SiC producidos a partir de productos de desecho agrícola tendrán muchas aplicaciones industriales y potenciales de nanotecnología".
El equipo de investigación de NRL está investigando el potencial de uso de SiC para detección química, metamateriales ópticos, compuestos estructurales, y electrónica a nanoescala. Mirando hacia el futuro, Las nanopartículas de SiC también prometen proporcionar mejoras dramáticas en la espectroscopia IR.
