Wetenschap
(a) Polariserend microscopiebeeld van verkoolde koolteerpek bereid in de afwezigheid en aanwezigheid van magnetische velden van 2'T en 10'T. Alle figuren tonen de diagonale positie en de extinctiepositie. (b) Schematische tekening van een magnetisch veldeffect op het carbonisatieproces van koolteerpek. Krediet:Springer Natuur, Gelicentieerd onder CC BY 4.0
Koolstofmaterialen zoals nanobuisjes, grafeen, er is veel vraag naar actieve kool en grafiet. De vraag zal naar verwachting blijven toenemen omdat koolstofmaterialen veel nuttige toepassingen hebben en nieuwe toepassingen worden ontdekt. Ze zijn essentieel voor lucht- en waterzuivering, elektroden in metaalraffinage, productie van potloden, en smeermiddelen. De kwaliteit van de koolstofbron (koolteerpek), temperatuur, atmosfeer, en bereidingsmethoden hebben een grote invloed op de eigenschappen van koolstofmaterialen. Dit komt omdat de structuur van koolstofmaterialen hun eigenschappen beïnvloedt, en de structuur kan tijdens de productie worden gemanipuleerd. Het bevorderen van nieuwe regelparameters tijdens de productie zal leiden tot verfijning van de functionaliteit van koolstofmaterialen.
Alle materialen interageren enigszins met magnetische velden, of ze nu magnetisch zijn of niet. Er zijn veel andere onderzoeken geweest naar methoden om grafeen en nanobuisjes in een magnetisch veld te oriënteren. Echter, er zijn geen meldingen geweest van experimenten met een hoog magnetisch veld (HMF) bij het bereidingsproces van koolstofmaterialen om de structuur te manipuleren. Dit huidige onderzoek werd mogelijk gemaakt door de supergeleidende magneten die magnetische velden van 10 Tesla en meer kunnen creëren.
Het onderzoeksteam onder leiding van Atom Hamasaki van het Institute of Science aan de Shinshu University ging op zoek naar efficiëntere vormen van actieve kool door de supergeleidende magneten te gebruiken om de actieve koolprecursor van verkoolde koolteerpek tijdens de mesofase (vloeibaar kristal) te coaxeren om kristallieten te vormen (vergelijkbaar met het maken van grafiet), waardoor het poriënvolume in de actieve kool met 35% toeneemt.
De HMF stimuleert de vorming van kristallieten, en als er meer kristallieten zijn, er ontstaan meer spleten waar chemicaliën in contact kunnen komen met de actieve kool. Veel andere materialen met een negatieve magnetische gevoeligheid kunnen ook worden vervaardigd met behulp van deze effectieve procedure met HMF om te controleren op betere eigenschappen.
Schematische tekening van het effect van een aangelegd magnetisch veld op de vorming van actieve kool. Krediet:Springer Natuur, Gelicentieerd onder CC BY 4.0
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com