Voor de eerste keer, Wetenschappers en medewerkers van het Lawrence Livermore National Laboratory hebben een film vastgelegd van hoe grote populaties koolstofnanobuisjes groeien en zich uitlijnen.

Begrijpen hoe koolstofnanobuisjes (CNT) kiemen, groeien en zichzelf organiseren om materialen op macroschaal te vormen, is van cruciaal belang voor toepassingsgericht ontwerp van supercondensatoren van de volgende generatie, elektronische verbindingen, scheidingsmembranen en geavanceerde garens en stoffen.

Nieuw onderzoek door LLNL-wetenschapper Eric Meshot en collega's van Brookhaven National Laboratory (BNL) en Massachusetts Institute of Technology (MIT) heeft directe visualisatie aangetoond van collectieve nucleatie en zelforganisatie van uitgelijnde koolstofnanobuisfilms in een omgevingstransmissie-elektronenmicroscoop (ETEM) .

In een paar onderzoeken die zijn gerapporteerd in recente nummers van Chemie van materialen en ACS Nano , de onderzoekers gebruikten een ultramoderne kilohertz-camera in een aberratiecorrectie-ETEM bij BNL om de inherent snelle processen vast te leggen die de groei van deze opwindende nanostructuren regelen.

Onder andere ontdekte verschijnselen, de onderzoekers zijn de eersten die direct bewijs leveren van hoe mechanische concurrentie tussen naburige koolstofnanobuizen tegelijkertijd zelf-uitlijning kan bevorderen en tegelijkertijd de groei kan frustreren en beperken.

"Deze kennis kan nieuwe wegen mogelijk maken om zelfbeëindiging te verminderen en de groei van ultradichte en uitgelijnde koolstofnanobuisjes te bevorderen, die rechtstreeks van invloed zou zijn op verschillende toepassingsruimten, waarvan sommige hier in het laboratorium worden nagestreefd, ' zei Messhot.

Meshot heeft de ontwikkeling van CNT-synthese bij LLNL geleid voor verschillende projecten, inclusief die ondersteund door het Laboratory Directed Research and Development (LDRD)-programma en het Defense Threat Reduction Agency (DTRA) die CNT's gebruiken als vloeibare nanokanalen voor toepassingen variërend van detectie van één molecuul tot membranen op macroschaal voor ademende en beschermende kleding.