ابداع راهکاری جدید برای تولید صنعتی الکترودهای نانولوله‌ی کربنی

اخیراً دانشمندان با انجام آزمایش‌ها و بررسی‌های زیادی موفق به دستیابی به یک روش لایه‌نشانی کم‌هزینه و در عین حال انعطاف‌پذیر شده‌اند که کاربرد زیادی در تولید فیلم‌های CNT روی سطوح بسیار وسیع دارد.

نانولوله‌های کربنی(CNTها) به‌دلیل رسانش بسیار بالا، برخورداری از ساختار متخلخل، انعطاف‌‌پذیری مکانیکی و پایداری بسیار خوب، مورد توجه بسیار از دانشمندان قرار گرفته‌اند. به باور محققان، فیلم‌های ساخته‌‌شده از این نانولوله‌‌ها (که معمولاً محصول تجمع تعداد زیادی از آنها از طریق برهم‌‌کنش‌های واندروالس است) نیز در آینده کاربردهای بالقوه زیادی خواهد داشت که از آن جمله می‌‌توان به کاربرد آنها در نمایشگرهای ویدئویی، نشردهنده‌های میدانی، ترانزیستورها، صافی‌‌های غشایی و دستگاه‌های تبدیل و ذخیره‌ی انرژی اشاره کرد. با این حال کاربرد صنعتی گسترده‌ی این فیلم‌ها مستلزم وجود روش‌هایی برای رسوب‌‌دهی انبوه نانولوله‌ها در سطحی وسیع، و ایجاد فیلم‌هایی یکنواخت و انعطاف‌پذیر بر روی این سطوح خواهد بود که البته تاکنون محقق نشده‌‌است.

اخیراً دانشمندان با انجام آزمایش‌ها و بررسی‌های زیادی موفق به دستیابی به یک روش لایه‌‌نشانی کم‌‌هزینه و در عین حال انعطاف‌پذیر شده‌اند که کاربرد زیادی در تولید فیلم‌های CNT روی سطوح بسیار وسیع دارد.

در ا ین روش ـ‌ که به شیوه‌ی افشانه‌ای و در دما و فشار اتمسفر انجام می‌‌شود، حتی با استفاده از پیش‌‌سازهای آبی می‌‌توان از طریق یک نازل منفرد، فیلم‌هایی را تولید نمود که دارایCNT مزوپوری (meso-porous ) به ضخامت ۱۵۰ nm 5-µm در هر۰/۱ -۵ m2/h هستند. برای احقاق این منظور مخلوط معلقی از نانولوله‌های کربنی از طریق یک سوزن هیدرودرمیک و به‌وسیله‌ی یک پمپ اسپری‌کننده به نازل افشانه منتقل و در آنجا با استفاده از هوای فشرده‌ای با فشار تا ۲۰۰ kPa به‌صورت هزاران قطره‌ی بسیار ریز اتمی تبدیل می‌‌شود. در مرحله‌ی بعد این ذرات بسیار ریز روی یک زیرلایه‌ای رسوب داده می‌شوند که از پیش حرارت داده شده‌است. گرمای این زیرلایه منجر به تبخیر مایع حامل این ذرات (معمولاً آب) و در نهایت ایجاد فیلم یکنواخت و پیوسته‌ای از نانولوله‌های کربنی می‌‌شود. در این شیوه با تنظیم شدت جریان مخلوط معلق و سرعت نسبی آن بین نازل و زیرلایه، کنترل ضخامت فیلم‌های زیرلایه به‌‌راحتی امکان‌پذیر است.

هم‌‌اکنون از این روش رسوب‌‌دهی افشانه‌ای در تولید الکترودهایCNT ابرخازن‌ها استفاده می‌گردد. رفتار خازنی این روش خوب است، ضمن اینکه کارکرد و پایداری مکانیکی آن حتی پس از چرخه‌های متوالی هم به‌‌خوبی حفظ می‌‌شود. هم‌‌اکنون دانشمندان در حال بررسی عملکرد الکترودهای CNT در الکترولیت‌های مختلف بوده، قصد دارند تا راهکارهایی برای تولید و کاربرد فیلم‌هایCNT در مقیاس صنعتی بیابند. گفتنی است نتایج این تحقیقات در نشریه‌ی Nanotechnology منتشر شده‌‌است.