Novi nanomaterijal za višestruku primenu

Razvijen od strane tima koji je predvodila Nacionalna laboratorija Lawrence Berkeley, samosastavljajući nanolist mogao bi značajno da produži rok trajanja potrošačkih proizvoda. A pošto se novi materijal može reciklirati, on bi takođe mogao da omogući održivi proizvodni pristup koji drži ambalažu za jednokratnu upotrebu i elektroniku dalje od deponija.

Tim je prvi koji je uspešno razvio višenamenski materijal za barijeru visokih performansi od samosastavljajućih nanolimova. Proboj je objavljen na internetu u časopisu Nature.
Novi materijal nano listova prevazilazi problem grešaka u slaganju tako što u potpunosti preskače pristup serijskog naslaganog lista. Umesto toga, tim je mešao materijale za koje je poznato da se sami sastavljaju u male čestice sa naizmeničnim slojevima komponentnih materijala, suspendovanih u rastvaraču. Da bi dizajnirali sistem, istraživači su koristili složene mešavine nanočestica, malih molekula i supramolekula na bazi blok kopolimera, od kojih su svi komercijalno dostupni.
Nova studija se zasniva na ranijem radu. Istraživači su predvideli da će složena mešavina koja se koristi za sadašnju studiju imati dva idealna svojstva: Osim što ima visoku entropiju za pokretanje samosastavljanja gomile stotina nanolistova formiranih istovremeno, takođe su očekivali da će novi sistem nanolistova minimalno uticati na različite površinske hemije.
Ovo bi, smatrali su, omogućilo istoj mešavini da formira zaštitnu barijeru na različitim površinama, kao što je stakleni ekran elektronskog uređaja ili poliesterska maska.
Tokom eksperimenata u naprednom izvoru fotona u Nacionalnoj laboratoriji Argonne, istraživači su mapirali kako se svaka komponenta spaja, i kvantifikovali njihovu mobilnost i način na koji se svaka komponenta kreće okolo da bi razvila funkcionalni materijal.
Na osnovu ovih kvantitativnih studija, istraživači su napravili barijere nanošenjem razblaženog rastvora polimera, organskih malih molekula i nanočestica na različite supstrate – teflonsku čašu i membranu, poliesterski film, debele i tanke silikonske filmove, staklo, pa čak i prototip mikroelektronskog uređaja — a zatim kontrolisanje brzine formiranja filma.
Eksperimenti transmisionog elektronskog mikroskopa u livnici molekula Berkley Lab-a pokazuju da se do trenutka kada je rastvarač ispario, visoko uređena slojevita struktura od više od 200 naslaganih nanolistova sa vrlo malom gustinom defekata sama sklopila na podlogama. Istraživači su takođe uspeli da naprave svaki nanolist debljine 100 nanometara sa nekoliko rupa i praznina, što čini materijal posebno efikasnim u sprečavanju prolaska vodene pare, isparljivih organskih jedinjenja i elektrona, rekao je Vargo.
Drugi eksperimenti u Molekularnoj livnici pokazali su da materijal ima veliki potencijal kao dielektrik, izolacioni materijal „elektronske barijere“ koji se obično koristi u kondenzatorima za skladištenje energije i računarske aplikacije.
Tim je pokazao da kada se materijal koristi za oblaganje poroznih teflonskih membrana (čest materijal koji se koristi za pravljenje zaštitnih maski za lice), veoma je efikasan u filtriranju isparljivih organskih jedinjenja koja mogu da ugroze kvalitet vazduha u zatvorenom prostoru.
I u poslednjem eksperimentu, istraživači su pokazali da se materijal može ponovo rastvoriti i preraditi da bi se dobio svež zaštitni premaz.

Izvor: techbriefs.com