莱斯大学
一段合成视频展示了莱斯大学研究人员用一种新溶剂处理碳纳米管的各种方法
这种溶剂不仅简化了纳米管纤维的生产，而且使纳米管薄膜和卷对卷生产以及用于3D和丝网印刷的纳米管油墨成为可能
鸣谢:帕斯夸里研究小组/莱斯大学 像意大利面条一样容易缠结的碳纳米管可以使用一点特殊的调料来实现其全部潜力
莱斯大学的科学家们已经找到了这种调味汁，一种基于酸的溶剂，可以简化碳纳米管的加工过程，更容易扩大到工业应用
科学进展Matteo Pasquali的Rice实验室报告了他们发现的一种独特的酸组合，这种酸组合有助于分离溶液中的纳米管，并将其转化为薄膜、纤维或其他具有优异电气和机械性能的材料
由研究生校友罗伯特·海德里克和研究生史蒂文·威廉姆斯共同领导的这项研究报告说，这种溶剂与传统的制造工艺兼容
这应该有助于它在许多应用的先进材料生产中找到一席之地
“越来越多的人意识到，增加铜、铝和镍的开采可能不是一个好主意，”莱斯大学的帕斯卡里说
J
Hartsook教授，化学和生物分子工程、化学和材料科学以及纳米工程教授
他还是水稻碳中心的主任，该中心致力于促进先进碳材料的发展，以造福环境
“但是使用碳氢化合物作为我们的矿石有巨大的机会，”他说
“有鉴于此，我们需要尽可能扩大碳材料的使用范围，特别是在碳材料可以用碳氢化合物等原料可持续制造的产品取代金属的领域
Pasquali指出，这些制造过程也产生清洁的氢气
“碳是丰富的，我们控制着供应链，我们知道如何以对环境负责的方式排放它，”他说
一段合成视频展示了莱斯大学研究人员用一种新溶剂处理碳纳米管的各种方法
这种溶剂不仅简化了纳米管纤维的生产，而且使纳米管薄膜和卷对卷生产以及用于3D和丝网印刷的纳米管油墨成为可能
鸣谢:帕斯夸里研究小组/莱斯大学 一种更好的处理碳的方法会有所帮助
该溶剂基于甲磺酸(MSA)、对甲苯磺酸(pToS)和发烟硫酸，当它们结合时，比目前用于在溶液中处理纳米管的那些腐蚀性更小
分离纳米管(研究人员称之为溶解)是一个必要的步骤，然后它们可以通过针或其他设备挤出，剪切力有助于将它们变成熟悉的纤维或薄片
发烟硫酸和氯磺酸长期以来被用于溶解纳米管而不改变其结构，但两者都具有高度腐蚀性
通过将发烟硫酸与两种弱酸结合，该团队开发出了一种广泛适用的工艺，使纳米管产品的新制造成为可能
“发烟硫酸包围着每一个单独的纳米管，并给它一个非常局部化的正电荷，”现为壳牌公司研究科学家的海德里克说
这种电荷使它们相互排斥
" 解缠结后，较温和的酸进一步分离纳米管
他们发现MSA最适合纤维纺丝和卷对卷薄膜生产，而pToS是一种在40摄氏度(104华氏度)熔化的固体，对3D打印应用特别有用，因为它允许纳米管溶液在中等温度下处理，然后通过冷却固化
研究人员使用这些稳定的液晶溶液以现代和传统的方式制作东西，在包括玻璃在内的各种表面上3D打印碳纳米管气凝胶和丝网印刷图案
莱斯大学的一个实验室开发了一种溶剂，使碳纳米管有了新的应用
这里，用该工艺制造的纳米管墨水被用于传统的丝网印刷
鸣谢:帕斯夸里研究小组/莱斯大学 该解决方案还实现了可用作电极的透明薄膜的卷对卷生产
“老实说，这种效果有点令人惊讶，”海德里克说
“第一次尝试就完美无瑕
" 研究人员指出，发烟硫酸仍然需要小心处理，但一旦用其他酸稀释，该溶液对其他材料的腐蚀性就小得多
“我们使用的酸非常温和，可以和普通塑料一起使用，”海德里克说
“这为制造工厂中已经存在的许多材料加工和印刷技术打开了大门
“将碳纳米管集成到其他设备中，作为设备制造过程中的一个步骤进行沉积，这也非常重要，”他说
他们报告说，腐蚀性较小的溶液不会释放有害气体，而且生产后更容易清理
MSA和pToS也可以在加工纳米管后回收，降低它们对环境的影响以及能源和加工成本
威廉姆斯说，下一步是微调应用溶剂，并确定手性和尺寸等因素如何影响纳米管加工
“我们拥有高质量、干净、大直径的管道，这真的很重要，”他说
一个3D打印的圆柱体完全由莱斯大学开发的碳纳米管墨水制成
莱斯实验室用一种更温和、工业友好的溶剂制造了这种墨水，这将使纳米管在材料中有更多的用途
鸣谢:帕斯夸里研究小组/莱斯大学 论文的合著者是莱斯大学的校友劳伦·泰勒和研究生奥利弗·杜威和塞德里克·吉内斯特拉；研究生克里斯托·欧文斯、教授加雷斯·麦金利和A
麻省理工学院的约翰·哈特；校友Lucy Liberman，研究生Asia Matatyaho Ya'akobi和Yeshayahu Talmon，化学工程荣誉退休教授，以色列海法以色列技术学院；和Benji Maruyama，空军研究实验室材料和制造委员会自主材料主任
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