Een nieuwe ontdekking door onderzoekers van de University of Oklahoma en North Carolina State University toont een doorbraak in het versnellen van het proces voor het synthetiseren van nanostructuren van overgangsmetaaloxide. Wat eens dagen duurde, kan nu onmiddellijk worden bereikt.

Na eerder succes met het gebruik van een met zuurstof verrijkte vlam om gewone nanomaterialen te synthetiseren, zoals koolstof nanobuisjes, nanovezels en fullerenen, OU College of Engineering professor Wilson Merchán-Merchán en zijn team voerden experimenten uit met dezelfde methode om een ​​nieuwe vorm van nanostructuren te creëren. In plaats van de koolstofnanomaterialen te synthetiseren, ze ontdekten een methode om 1-D en 3D TMO's te maken met onderscheidende elektronische en mechanische eigenschappen.

Met een meerjarige subsidie ​​van de National Science Foundation, Merchán-Merchán en zijn onderzoekspartners stellen overgangsmetalen in bulk bloot aan de heetste delen van een met zuurstof verrijkte vlam. Uit die reactie high-demand overgangsmetaal-oxide nanostructuren worden onmiddellijk gesynthetiseerd, inclusief nanostaafjes, holle kanalen en hybride nanodraden en bloedplaatjes.

Goedkope en snelle groei van TMO's betekent een betere kans op grootschalige synthese en uiteindelijk algemeen gebruik op de markt. Het potentieel voor een groter aanbod heeft geleid tot meer experimenten met de capaciteit van TMO's, en de resultaten tonen hun effectiviteit in een breed scala aan toepassingen.

"Onlangs, eendimensionale TMO-nanostructuren hebben enorme aandacht getrokken vanwege hun toepassingen in optica, geneeskunde en elektronica, "Merchán-Merchán zei. "Bijvoorbeeld, de micron-sized kanaalstructuren met nanometer wanddikte bevatten slanke, prismatische en volledig holle holtes die kunnen worden gebruikt in medische toepassingen voor medicijnafgifte."

Meest recent, dit onderzoeksteam bedekte het oppervlak van zonnepanelen met een van hun vlamgevormde nanostaafjes van wolfraamoxide. Het resultaat was een toename van 5 procent in de efficiëntie van het zonnepaneel, een grote winst gezien het berucht lage rendement van zonnepanelen van 15 tot 20 procent.

Met eindeloze toepassingen en een nieuwe horizon van mogelijkheden, Het onderzoek van Merchán-Merchán naar TMO's staat nog in de kinderschoenen.

"De aparte vorm en chemische samenstelling van de vlamgevormde nanostructuren kan de manier veranderen waarop veel producten worden ontworpen, ', zei Merchán-Merchán.

"Onze volgende stappen zijn het uitbreiden van de toepassing van TMO's met behulp van vlammen, in verschillende markten, variërend van zonnepanelen tot elektroden voor het doordringen van biologische weefsels voor medicijnafgifte en elektroden in lithium-ionbatterijen."