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Coltiva i tuoi nanotubi
Un'illustrazione di detersivo per bucato, sale, bicarbonato di sodio e nano tubi Katie Benn
Il bicarbonato di sodio, il sale da cucina e il detersivo sono ingredienti sorprendentemente efficaci per cucinare i nanotubi di carbonio. Un team di ricercatori del MIT ha scoperto che tali ingredienti domestici contenenti sodio possono catalizzare la crescita di nanotubi di carbonio, o CNT, a temperature molto più basse di quelle richieste dai catalizzatori tradizionali, sebbene un forno domestico non sarebbe abbastanza caldo da farlo funzionare. La scoperta potrebbe consentire ai CNT di crescere su una miriade di materiali che si scioglierebbero a temperature più elevate, come polimeri e altre sostanze, offrendo un modo per rendere quei materiali più forti.
Al microscopio elettronico, i nanotubi di carbonio assomigliano a cilindri cavi di filo di pollo. Ogni tubo è costituito da un reticolo arrotolato di atomi di carbonio disposti in modo esagonale. Il legame tra gli atomi di carbonio è straordinariamente forte e, quando modellato in un reticolo piatto (come nel grafene) o un reticolo a forma di tubo (come in un CNT), tali strutture possono avere rigidità e resistenza eccezionali.
I ricercatori in genere coltivano CNT attraverso la deposizione chimica da vapore, in cui un materiale come un wafer di silicio è rivestito in un catalizzatore, solitamente un composto a base di ferro, e posto in una fornace, attraverso la quale scorrono gas contenenti carbonio. A temperature vicine agli 800 °C, il ferro inizia a estrarre atomi di carbonio dal gas, formando nanotubi verticali.
I ricercatori del MIT stavano sperimentando modi per coltivare CNT quando hanno notato che un lotto produceva risultati diversi da quelli che si aspettavano. I tubi sembravano un po' buffi, dice il professor Brian Wardle, aeronautico. Si scopre che una piccola quantità di sodio, che sospettavamo fosse inattivo, stava effettivamente causando tutta la crescita.
Hanno testato una gamma di composti contenenti sodio, tra cui bicarbonato di sodio, sale da cucina e pellet di detersivo, ingredienti che avrebbero potuto acquistare da LaVerde, il minimarket nel centro studentesco. Alla fine, sono passati alle versioni purificate di quei composti.
Mentre i catalizzatori di ferro formano nanotubi di carbonio a circa 800 °C, hanno scoperto che i catalizzatori di sodio lo facevano a circa 480 °C. E dopo circa 15-30 minuti nella fornace, il sodio si è semplicemente vaporizzato, lasciando dietro di sé nanotubi di carbonio cavi.
Prevediamo che con il sodio è possibile ottenere tubi di alta qualità in futuro, afferma lo studente di aero-astro laureato Richard Li, autore principale dello studio. Anche se dovessi usare il normale bicarbonato di sodio Arm & Hammer, dovrebbe funzionare.