Les nanotubes cultivés dans des trous dans des plaquettes de dioxyde de silicium ont le potentiel de surpasser les filtres actuellement disponibles pour de nombreuses utilisations, Des chercheurs sur le riz ont trouvé.
(PhysOrg.com) -- Des chercheurs de l'Université Rice et leurs collègues en Finlande et en Hongrie ont trouvé un moyen de fabriquer des membranes en nanotubes de carbone qui pourraient trouver une large application comme filtres à air extra-fins et comme échafaudages pour catalyseurs qui accélèrent les réactions chimiques.
Les résultats rapportés dans la revue ACS Nano montrent comment de tels filtres peuvent éliminer jusqu'à 99 % des particules d'un diamètre inférieur à un micromètre - ou un millionième de mètre.
En utilisant le dépôt chimique en phase vapeur (CVD), une équipe dirigée par Robert Vajtai de Rice, chercheur en génie mécanique et science des matériaux, créé des appareils qui, au début du processus, ressemblent à de minuscules pommes de douche. Après 30 minutes dans le four CVD, les trous créés au laser dans ces modèles de dioxyde de silicium se remplissent d'une forêt de nanotubes de carbone à travers lesquels seules les particules à l'échelle nanométrique peuvent passer.
Lorsque les tubes sont fonctionnalisés avec des produits chimiques catalytiques, les particules entrent d'un côté du filtre sous une forme et en ressortent sous une autre. Le processus est similaire à celui utilisé par les convertisseurs catalytiques dans les voitures, qui convertissent le monoxyde de carbone en un mélange moins toxique de dioxyde de carbone, l'azote et l'eau.
"Même lorsque les trous sont plus gros que la particule elle-même, ça peut être un filtre très efficace, " dit Vajtai. " L'idée de base est que vous avez cette forêt de nanotubes de carbone. Le gaz s'écoule, et en raison de la très faible distance entre les tubes, les atomes de gaz doivent frapper beaucoup d'entre eux avant de sortir de l'autre côté.
« Cette interaction très forte, par rapport aux matériaux macroscopiques et même à certains matériaux microscopiques, fournit un très bon moyen de fabriquer un modèle de catalyseur ou un filtre beaucoup plus efficace qu'un filtre HEPA (absorbant les particules à haute efficacité) que vous pouvez acheter en magasin, " il a dit.
La perméabilité des filtres dépend fortement de la durée de croissance des nanotubes, qui détermine leur longueur et leur densité. L'équipe a testé la capacité des filtres à agir comme catalyseurs en déposant du palladium sur les nanotubes et en les utilisant pour transformer le propène en propane, un test de référence pour la catalyse. Ils ont découvert que les membranes activées « présentaient une activité excellente et durable, " selon le journal.
