นักวิจัยจำลองการผลิต Carbon Nanotubes เพื่อใช้พัฒนาอุปกรณ์เชิงพาณิชย์

นักวิจัยจากห้องปฏิบัติการแห่งชาติ ลอเรนซ์ ลิเวอร์มอร์ (Lawrence Livermore: LLNL) เตรียมผลิตท่อนาโนคาร์บอนผนังเดี่ยวแนวตั้ง (SWCNT) ซึ่งสามารถนำมาใช้พัฒนาผลิตภัณฑ์ได้หลากหลาย ตั้งแต่แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ อุปกรณ์กีฬา ชิ้นส่วนยานยนต์ และเครื่องกรองน้ำ

การเพิ่มกำลังการผลิตท่อนาโนคาร์บอนแนวตั้งให้ได้ปริมาณมาก จะเป็นประโยชน์กับการนำมาผลิตอุปกรณ์ต่าง ๆ เพื่อใช้งานในเชิงพาณิชย์มากขึ้น โดยทีมวิจัยได้เลือกใช้ท่อนาโนคาร์บอนผนังเดี่ยว (SWCNT) ซึ่งมีผนังชั้นเดียวที่ถูกควบคุมโดยการแพร่กระจายของสารตั้งต้นของก๊าซคาร์บอนจำนวนมากโดยไม่เปลี่ยนไปตามกรรมวิธีที่หลากหลาย

ทีมนักวิจัยพบว่าท่อนาโนคาร์บอนผนังเดี่ยวแนวตั้ง (SWCNT) ยังคงรักษาคุณภาพไว้ได้สูงแม้ว่าจะมีความเข้มข้นของสารตั้งต้นหรือคาร์บอนเริ่มต้นถึง 30 เท่า ซึ่งพื้นที่ตั้งต้นของตัวเร่งปฏิกิริยาเริ่มจาก 1 ตร.ซม. ถึง 180 ตร.ซม. ความดันการเติบโตจาก 20 ถึง 790 มิลลิบาร์ และอัตราการไหลของก๊าซสูงถึง 8 เท่า

นักวิทยาศาสตร์ของห้องปฏิบัติการแห่งชาติ ลอเรนซ์ ลิเวอร์มอร์ ได้สร้างแบบจำลองทางจลนพลศาสตร์ที่แสดงให้เห็นว่าสามารถเร่งการผลิตได้โดยการใช้ก๊าซที่มีน้ำหนักเบากว่า เพื่อช่วยในการแพร่กระจายของสารตั้งต้น นอกจากนี้แบบจำลองยังชี้ให้เห็นว่าปริมาณที่เพิ่มขึ้นถึง 6 เท่าโดยมีประสิทธิภาพการแปลงคาร์บอนสูงกว่า 90% มาจากอัตราส่วนที่เหมาะสมและเงื่อนไขแบบไดนามิกส์

ทีมวิจัยได้ข้อสรุปว่าแบบจำลองจลนพลศาสตร์การเติบโตของท่อนาโนคาร์บอนผนังเดี่ยวแนวตั้ง (SWCNT) จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตและการนำมาปรับใช้งานได้มากขึ้น เช่น การใช้งานแบตเตอรี่ลิเทียมไอออน การเก็บประจุไฟฟ้าความจุสูง (Supercapacitors) เครื่องกรองน้ำ วัสดุอินเตอร์เฟซระบายความร้อน (Thermal Interfaces)

ที่มาของข้อมูล scitechdaily.com

ที่มาของรูปภาพ  pixabay.com