Wat zijn koolstof nanobuisjes?

Nanobuizen van koolstof zijn hexagonaal gevormde opstellingen van koolstofatomen die in buizen zijn gerold. Deze kleine stroachtige cilinders van pure koolstof hebben nuttige elektrische eigenschappen. Ze zijn al gebruikt om kleine transistors en eendimensionale koperdraad te maken.

Ze zijn ontwikkeld met behulp van nanotechnologie, een relatief nieuw veld dat bestaat uit het bouwen van elektronische circuits en apparaten van afzonderlijke atomen en moleculen. Nano betekent duizend miljoenste van een eenheid. Een nanometer is daarom duizend miljoenste van een meter. De eerste nanofabricage-experimenten vonden plaats in 1990 toen individuele xenonatomen op een nikkelsubstraat werden geplaatst en werden gebruikt om een ​​bedrijfslogo te spellen. Een primaire doelstelling van nanotechnologie is het bouwen van computerchips en andere apparaten die duizenden keren kleiner zijn dan nu.

Nanobuizen van koolstof hebben enorme theoretische mogelijkheden, maar hebben de hype rond hun ontwikkeling niet waargemaakt. Onderzoekers zijn echter blijven zoeken naar manieren om ze te gebruiken, omdat succesvolle toepassingen potentieel zeer lucratief zijn.

Wetenschappers zijn er onlangs in geslaagd koolstofnanobuisjes te veranderen zodat ze elektronen leveren wanneer ze worden blootgesteld aan licht.

Dit werd gedaan door twee platte ringen van koolstofmoleculen te laten sandwichen met een ferroceen (ijzer) molecuul. Ferroceen staat bekend om zijn neiging om elektronen op te geven. Bij blootstelling aan zichtbaar licht accepteerden de koolstofatomen het ferroceenmolecuul.

Dit is de eerste keer dat nanobuisjes van koolstof zijn gehybridiseerd om door licht geïnduceerde elektronenoverdracht te ondergaan. Onderzoekers zeggen dat deze gemodificeerde koolstofnanobuisjes de eerste stap zijn bij het bouwen van zonnecellen met behulp van deze technologie.

Het nieuw ontdekte vermogen van koolstofnanobuizen om te dienen als elektronenbronnen heeft een groot potentieel. Nanobuisjes van koolstof kunnen op een dag de metaalfilamenten in röntgenmachines vervangen, die snel doorbranden. Wetenschappers hopen deze te gebruiken om draagbare röntgenmachines te ontwikkelen voor gebruik op luchthavens, ambulances en douane.

Koolstof nanobuisjes hebben ook een grote betekenis voor gebruik in flat-panel displays, microgolfgeneratoren, apparaten voor elektrische overspanningsbeveiliging en hoge intensiteit lampen.