Onderzoekers van de North Carolina State University gebruikten airbrushtechnieken om verticaal uitgelijnde koolstofnanovezels te kweken op verschillende metalen substraten, de deur openen voor het opnemen van deze nanovezels in apparaten voor het afleveren van genen, sensoren, batterijen en andere technologieën.

"Omdat we een airbrush gebruiken, deze techniek kan gemakkelijk worden toegepast in grootschalige, productieprocessen met hoge doorvoer, " zegt dr. Anatoli Melechko, een adjunct universitair hoofddocent materiaalkunde en techniek bij NC State en co-auteur van een paper waarin het werk wordt beschreven. "In principe, je zou er een heel gebouw mee kunnen bedekken."

"Het is gebruikelijk om nikkelnanodeeltjes te gebruiken als katalysatoren om koolstofnanovezels te laten groeien, en we waren in staat om metalen substraten te coaten met nikkel nanodeeltjes met behulp van een airbrush, " zegt dr. Joseph Tracy, een universitair hoofddocent materiaalkunde en engineering bij NC State en senior auteur van het papier. "Airbrushen geeft ons een vrij uniforme coating van de ondergrond en kan in korte tijd op een groot oppervlak bij kamertemperatuur worden aangebracht."

Na het aanbrengen van de nikkel nanodeeltjes, de onderzoekers airbrushen het substraat met een laag siliciumpoeder en verhitten het gecoate substraat tot 600 graden Celsius in een reactor gevuld met acetyleen- en ammoniakgas. In de reaktor, koolstof nanovezels gevormd onder de nikkel nanodeeltjes en werden rechtop gehouden door een met silicium verrijkte coating. Het eindproduct lijkt op een woud van nanovezels die loodrecht op het substraat lopen. De onderzoekers testten deze techniek met succes op aluminium, koper- en titaniumsubstraten.

"Het kweken van koolstof nanovezels op een metalen substraat betekent dat het grensvlak tussen de twee materialen zeer geleidend is, wat het product nuttiger maakt als elektrodemateriaal voor gebruik in een reeks potentiële toepassingen, " zegt Mehmet Sarac, een doctoraat student bij NC State en hoofdauteur van het papier.