喷枪可以促进大规模的碳纳米纤维制造
来自北卡罗来纳州立大学的研究人员使用喷枪技术在几种不同的金属基板上生长垂直对齐的碳纳米纤维，用于将这些纳米纤维掺入基因递送装置，传感器，电池等技术。
“Because we’re using an airbrush, this technique could easily be incorporated into large-scale, high-throughput manufacturing processes,” says Dr. Anatoli Melechko, an adjunct associate professor of materials science and engineering at NC State and co-author of a paper describing the work. “In principle, you could cover an entire building with it.”
“It’s common to use nickel nanoparticles as catalysts to grow carbon nanofibers, and we were able to coat metal substrates with nickel nanoparticles using an airbrush,” says Dr. Joseph Tracy, an associate professor of materials science and engineering at NC State and senior author of the paper. “Airbrushing gives us a fairly uniform coating of the substrate and it can be applied to a large area at room temperature in a short period of time.”
在施加镍纳米粒子之后，研究人员用一层硅粉末将基板喷出并在填充有乙炔和氨气的反应器中加热涂覆的基底至600摄氏度。在反应器中，在镍纳米颗粒下形成的碳纳米纤维并通过富硅涂层直立地保持。成品类似于垂直于基材的纳米纤维森林。研究人员在铝，铜和钛基材上成功地测试了该技术。
“在金属基板上生长碳纳米纤维意味着两种材料之间的界面是高导电的，这使得产品更有用作用于各种潜在应用的电极材料，”Mehmet Sarac，PH.D。在NC州和纸的主要作者的学生。
本文，“气囊镍纳米粒子用于金属（Al，Cu，Ti）表面上的垂直取向碳纳米纤维的大面积生长，“9月9日在线发布ACS应用材料和界面。本文由NC国家博士共同撰写。学生布莱恩安德森和adedapo oni;前NC国家研究生Ryan Pearce博士和Justin Railsback;前NC州博士后研究员Ryan White博士;詹姆斯·勒宾博士，南部国家材料科学与工程助理教授;橡树岭国家实验室的戴尔·亨斯利。该工作得到了国家科学基金会，国防威胁减少机构，美国能源部和土耳其国家教育部的支持。
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编辑注：研究摘要跟随。
“喷气镍纳米粒子用于大面积生长的垂直对准碳纳米纤维在金属（Al，Cu，Ti）表面上”
作者：Mehmet F. Sarac，布莱恩D.安德森，瑞安C. Pearce，Justin G. Railsback，Adedapo A. Oni，Ryan M. White，James M. Lebeau，Anatoli V. Melechko，Joseph B. Tracy，Joseph B. Tracy，北卡罗来纳州Tracy，Joseph B. Tracy，北卡罗来纳州Tracy大学;Dale K. Hensley，橡树岭国家实验室
发表：9月9日，ACS应用材料和界面
迪伊：10.1021 / am401889t
抽象的：通过使用喷枪沉积在Si，Al，Cu和Ti底物上沉积的镍纳米粒子（NP）催化剂，通过等离子体增强的化学气相沉积（PECVD）生长垂直对准的碳纳米纤维（VACNF）。喷气刷是一种简单的方法，用于在与卷卷加工兼容的大面积上沉积催化剂NPS。VACNFS的分布和形态受喷刷参数和金属箔的组成的影响。庚烷中高度浓缩的Ni NPS提供比戊烷和己烷更均匀的分布，导致VacNF的覆盖率更均匀。对于金属箔上的VACNF生长，将Si微淋换成为在赋予机械刚性的VACNF上原位形成的富含Si富集的涂层的前体。催化剂NPS与金属底物之间的相互作用赋予VIRNF形态的控制。Cu上的碳纳米结构的生长尤其值得注意，因为Ni与Cu的混溶会造成VacnF生长的挑战，并且希望锚定在Cu基板上的碳纳米结构作为锂离子电池的阳极材料和热界面材料。
