Videnskabsmænd fra Rice University har skabt et let skum fra todimensionale ark; hexagonalt-bornitrid (h-BN) som absorberer kuldioxid
De opdagede at frysetørrende h-BN blev omdannet til et makroskaleskum, der opløses i væsker. Men ved at tilføje en smule polyvinylalkohol (PVA) i blandingen, forvandlet det sig til et langt mere robust og nyttigt materiale.
Skummet er yderst porøst, og dets egenskaber kan indstilles til brug i luftfiltre og som gasabsorptionsmaterialer, ifølge forskere Pulickel Ajayan i rislab for materialforskning.
Deres arbejde fremgår af American Chemical Society journal ACS Nano.
Polyvinylalkoholen fungere som en lim. Blandet i en opløsning med flager af h-BN, binder det krydsene, da de mikroskopiske plader sætter sig ind i et gitter, når de frysetørres. The one-step process er skalerbar, siger forskerne.
“Selv en meget lille mængde PVA-virker,” sagde medforfatter og Rice postdoktorale forsker Chandra Sekhar Tiwary. “Det hjælper med at gøre skummet stift ved at klæbe sammenkoblingerne mellem h-BN arkene – og samtidig ændrer det næsten ikke overfladen.”
I molekylære dynamiske simuleringer adsorberede skummet 340 procent af sin egenvægt i kuldioxid. Drivhusgassen kan fordampes ud af materialet, som kan genanvendes gentagne gange, fortæller Tiwary. Kompressionstest viste, at skummet også blev stivere gennem 2.000 cyklusser.
Og når belagt med PDMS, en anden polymer, bliver skummet et effektivt skjold fra lasere, der kunne bruges i biomedicin, elektronik og andre applikationer, fortsætter han.
I sidste ende ønsker forskerne at få kontrol over størrelsen af materialets porer til specifikke anvendelser, som at adskille olie fra vand. Simuleringer udført af medforfatter Cristiano Woellner, en fælles postdoktorforsker ved Rice og State University of Campinas, Brasilien, kunne bruges som vejledning for eksperimenter.
“Det er vigtigt at deltage i eksperimenter og teoretiske beregninger for at se den mekaniske reaktion af dette kompositmateriale, ” udtaler Woellner. “På denne måde vil eksperimentister på forhånd kunne se, hvordan de kan forbedre systemet.”
Kilde: Rice University News & Media
Forfatter: Redaktionen på ecolove
