Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 23 °C
Az Bulutlu

Akşam yemeğinden sürdürülebilir elektroniğe, yengeç kabuklarından şaşırtıcı nanokarbon malzeme

Akşam yemeğinden sürdürülebilir elektroniğe, yengeç kabuklarından şaşırtıcı nanokarbon malzeme

Elektronik cihazlara yönelik dünya çapındaki talep artmaya devam ederken, metaller ve fosil yakıtlar gibi üretimlerinde kullanılan sınırlı kaynaklar üzerindeki baskı da artmaktadır. Osaka Üniversitesi’nden araştırmacılar, yenilenebilir alternatifler sunma çabasıyla, yengeç kabuklarından elde edilen kitinden yapılan elektronik uygulamalar için bir nanokarbon malzeme geliştirdiler.

Nanokarbon malzemeler, elektronik cihazlarda kullanım için önemli bir umut vaat ediyor. Özellikle, gözenekli üç boyutlu (3D) yapılara sahip olanlar, yükün yanı sıra elektrolitler ve reaktanların taşınması için verimli ağlar sağlar. Bu ağlardan geçen akış, nitrojen gibi farklı atomlar biçiminde kusurlar olarak bilinen kusurların eklenmesiyle daha da iyileştirilebilir.

Kusurlu 3D gözenekli nanokarbon hazırlamak için hem sentetik polimerleri hem de biyokütleyi kullanma çabaları, etkili algılama, enerji depolama ve elektrokataliz malzemelerine yol açmıştır. Ancak, bunların çoğu yenilenemeyen kaynaklardan yapılır veya ağı hazırlamak ve kusurları ortaya çıkarmak için birden fazla adım gerektirir.

Bu nedenle araştırmacılar, kitin nanofiber kağıdın basit pirolizi (veya termal ayrışması) yoluyla 3B gözenekli kusurlu nanokarbon malzemeler geliştirdiler. Kitin, deniz kabuklarının ana bileşeni olan bir biyopolimerdir. Kitin yapısı nitrojen atomları içerdiğinden, kendi kusur kaynağı olarak hareket eder ve hiçbir doping adımına gerek yoktur.

Çalışmanın ilk yazarı Luting Zhu, “Kitin nanofiber kağıdını farklı sıcaklıklarda pirolize ederek nihai nanokarbon malzemelerin çeşitli özelliklerini kontrol edebildik” diyor. “Gözenek yapısı, spesifik yüzey alanı ve elektriksel özdirenç, piroliz sıcaklığıyla değişti ve bize malzemeyi belirli uygulamalar için ayarlamak için yararlı bir araç sağladı.”

Pirolize kitin nanofiber kağıtlar, ışığa maruz kaldıklarında daha düşük direnç sergileyerek başarılı bir şekilde fotosensör olarak kullanıldı. Ayrıca, enerji depolamada kullanım potansiyellerini gösteren, bugüne kadar bildirilen diğer birçok nanokarbon malzemeden daha yüksek spesifik kapasitansa sahip, etkili süper kapasitör elektrotları (bir elektrik alanında elektrik yükünü depolayabilen elektrik bileşenleri) oldukları da gösterildi.

Araştırmanın yazarı Hirotaka Koga, “Laboratuvar bulgularını gerçek dünyada önemli bir etki yaratan ürünlere dönüştürmek için süreçleri düzene koymak önemlidir, bu nedenle basit piroliz işlemimizden heyecan duyuyoruz,” diye açıklıyor. “Ayrıca, genellikle bir atık ürün olarak kabul edilen yenilenebilir bir kaynağı başarılı bir şekilde kullanmamız, sürdürülebilir elektroniğin uygulanabilirliğini göstermektedir.”


Daha fazla bilgi:
Pirolize kitin nanofiber kağıt, ışık algılama ve enerji depolama için üç boyutlu gözenekli ve kusurlu bir nanokarbon olarak yayınlandı. Malzeme Kimyası C Dergisi, DOI: doi.org/10.1039/D0TC05799A

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.