Cette image illustre comment les chercheurs utilisent un aérographe pour faire croître des nanofibres de carbone alignées verticalement. Crédit :Joseph Tracy, Université d'État de Caroline du Nord
Des chercheurs de la North Carolina State University ont utilisé des techniques d'aérographe pour faire pousser des nanofibres de carbone alignées verticalement sur plusieurs substrats métalliques différents, ouvrir la porte à l'incorporation de ces nanofibres dans des dispositifs de délivrance de gènes, capteurs, batteries et autres technologies.
"Parce que nous utilisons un aérographe, cette technique pourrait facilement être incorporée à grande échelle, procédés de fabrication à haut débit, " dit le Dr Anatoli Melechko, professeur agrégé adjoint de science et d'ingénierie des matériaux à l'État de Caroline du Nord et co-auteur d'un article décrivant le travail. "En principe, vous pourriez couvrir un bâtiment entier avec."
"Il est courant d'utiliser des nanoparticules de nickel comme catalyseurs pour faire pousser des nanofibres de carbone, et nous avons pu revêtir des substrats métalliques avec des nanoparticules de nickel à l'aide d'un aérographe, " dit le Dr Joseph Tracy, professeur agrégé de science et d'ingénierie des matériaux à NC State et auteur principal de l'article. "L'aérographe nous donne un revêtement assez uniforme du substrat et il peut être appliqué sur une grande surface à température ambiante en peu de temps."
Après avoir appliqué les nanoparticules de nickel, les chercheurs ont appliqué à l'aérographe le substrat avec une couche de poudre de silicium et ont chauffé le substrat revêtu à 600 degrés Celsius dans un réacteur rempli d'acétylène et de gaz ammoniac. Dans le réacteur, des nanofibres de carbone se sont formées sous les nanoparticules de nickel et ont été maintenues droites par un revêtement enrichi en silicium. Le produit fini ressemble à une forêt de nanofibres perpendiculaire au substrat. Les chercheurs ont testé avec succès cette technique sur de l'aluminium, substrats de cuivre et de titane.
Cette image est une micrographie électronique à balayage de nanofibres de carbone verticales cultivées sur une feuille de titane. Crédit :James LeBeau, Université d'État de Caroline du Nord
Cette micrographie électronique à transmission à balayage de nanofibres de carbone cultivées sur une feuille de cuivre et des cartes élémentaires montre la présence à la fois de nickel et de cuivre dans les nanoparticules de catalyseur. Crédit :James LeBeau, Université d'État de Caroline du Nord
"La culture de nanofibres de carbone sur un substrat métallique signifie que l'interface entre les deux matériaux est hautement conductrice, ce qui rend le produit plus utile en tant que matériau d'électrode pour une utilisation dans une gamme d'applications potentielles, " dit Mehmet Sarac, un doctorat étudiant à NC State et auteur principal de l'article.
