Onderzoekers van de North Carolina State University en het Chinese Suzhou Institute of Nano-Science and Nano-Biotics hebben een goedkope techniek ontwikkeld die 'microcombing' wordt genoemd om koolstofnanobuisjes (CNT's) uit te lijnen. waarmee grote, pure CNT-films die sterker zijn dan alle eerdere dergelijke films. De techniek verbetert ook de elektrische geleidbaarheid die deze films aantrekkelijk maakt voor gebruik in elektronische en ruimtevaarttoepassingen.

"Het is een eenvoudig proces en kan een lichtgewicht CNT-film maken, of 'bucky papier, ' dat is een meter breed en twee keer zo sterk als eerdere dergelijke films - het is zelfs sterker dan CNT-vezels, " zegt Yuntian Zhu, Distinguished Professor of Materials Science and Engineering bij NC State en corresponderende auteur van een paper waarin het werk wordt beschreven.

De onderzoekers beginnen met het kweken van de CNT's op een conventioneel substraat in een dicht opeengepakte array. De CNT's zijn met elkaar verstrengeld, dus wanneer onderzoekers aan het ene uiteinde van de array trekken, vormen de CNT's een doorlopend lint dat slechts nanometer dik is. Dit lint is bevestigd aan een spoel, die het lint begint op te winden.

Terwijl de spoel trekt, het CNT-lint wordt tussen twee chirurgische bladen gesleept. Terwijl de bladen recht voor het blote oog lijken, ze hebben zelfs spleten op micrometerschaal op hun snijkant. Deze kloven creëren een soort "microkam" die de CNT's op één lijn brengt - net zoals een gewone kam door verward haar sorteert.

Wanneer het lint van uitgelijnde CNT's op de spoel wordt gewikkeld, de onderzoekers passen een alcoholoplossing toe. Dit trekt de CNT's dichter bij elkaar, versterking van de banden tussen CNT's.

Het CNT-lint wikkelt zich om zichzelf terwijl het om de spoel wikkelt, het creëren van een gelaagde film van pure CNT's. Onderzoekers kunnen de dikte van de film regelen door het aantal lagen te regelen.

De CNT-films gemaakt met behulp van de microkamtechniek hadden meer dan twee keer de treksterkte van de ongekamde CNT-films - meer dan 3 gigapascal voor het microgekamde materiaal, versus minder dan 1,5 gigapascal voor het ongekamde materiaal.

De microgekamde CNT-film had ook een 80 procent hogere elektrische geleidbaarheid dan de ongekamde film.

"Dit is een belangrijke vooruitgang, maar we willen manieren vinden om de CNT-uitlijning nog rechter te maken, " zegt Zhu. "Het is nog steeds niet perfect.

"In aanvulling, de techniek zou in theorie eenvoudig op te schalen zijn voor grootschalige productie. We willen graag een branchepartner vinden die ons kan helpen dit op te schalen en een materiaal voor de markt te creëren."