Nieuw productieproces maakt nanodetails in metaalstructuur mogelijk

Onderzoekers zijn erin geslaagd nanodeeltjes van platina te laten versmelten met behulp van organische coatings. Hun techniek maakt het mogelijk de structuur van metalen nauwkeurig te modelleren.

Wetenschappers van de universiteit van Cornell hebben de eerste stappen gezet naar een methode voor de fabricage van metaalstructuren die door de polymerisatie van chemicaliën wordt gestuurd. Ze slaagden erin metalen structuren vorm te geven zonder gebruik te maken van traditionele methodes, zoals gieten en walsen. Onderzoeksleider Ulrich Wiesner legt uit hoe zijn groep een organische coating op platina nanodeeltjes met een doorsnede van ongeveer twee nanometer aanbracht. Dankzij het laagje organisch materiaal lossen de metaaldeeltjes, zelfs bij hoge concentraties, goed in een speciale vloeistof op.

De aan de nanodeeltjes vastgehechte organische deeltjes kunnen zich binden aan chemicaliën in de vloeistof, waardoor de metaaldeeltjes en chemicaliën neerslaan. De bewuste chemicaliën vormen vervolgens polymeren waarvan de driedimensionale structuur afhankelijk is van de samenstelling van de componenten. De platina nanodeeltjes zitten in de polymeerstructuur opgesloten. Door de samenstelling van de polymeren zorgvuldig te kiezen, kunnen de onderzoekers de structuren nauwkeurig vormgeven. De geproduceerde clusters polymeer en metaal worden vervolgens aan warmte blootgesteld. Dit 'uitgloeien' verandert de polymeren in een koolstof raamwerk dat de deeltjes platina op hun plaats houdt. Vervolgens wordt de temperatuur verhoogd, waardoor de koolstof verwijderd wordt en de platina nanodeeltjes aan elkaar smelten.

De onderzoeksgroep is er op deze manier in geslaagd poreuze platina structuren te laten 'groeien', die voorzien zijn van poriën met een doorsnede van tien nanometer. Platina met dergelijke poreuze structuur is zeer geschikt als katalysator in brandstofcellen. De techniek zou, door andere polymeren te gebruiken, echter ook materialen voor bijvoorbeeld plasmonics op kunnen leveren.

Reacties (10)

[beascob]

Er kan op nano en nearby moleculair niveau gemodelleerd worden dus.
Misschien (sponsachtige) structuren laten ontstaan die door hun ruimtelijkheid even katalytisch kunnen werken als platina of aanverwante metalen.
Of veel minder Platina in in katalysatoren nodig maken.
En brandstofcellen een hoger rendement laten halen.
Veel van de huidige verbeteringen en vernieuwingen vinden in miniaturisering en optimalisering van het grensvlak plaats.
Verder kan gemodelleerd worden richting optische wensen als stealth, of richting totale absorptie.

[Reactie gewijzigd door beascob op 24 juli 2024 13:38]

[D-rez]

goeie samenvatting van het bericht.

[Jeanpaul145]

Heel mooie ontwikkeling, maar ik ben nieuwsrierig naar de mogelijkheden om deze techniek in te zetten in het bedrijfsleven, en binnen welke termijn. Tevens kan ik ook niet echt vinden welke concrete voordelen dit precies oplevert t.o.v. gevestigde alternatieven (indien die al bestaan). Kan iemand hier iets over zeggen?

@Srtuikrover: klopt, maar niet hoveel efficienter (en dus ook niet of het "de moeite waard is", om het zo maar te zeggen).

[Reactie gewijzigd door Jeanpaul145 op 24 juli 2024 13:38]

[Struikrover]

Hum.... er staat toch welke voordelen? Het is zeer geschikt als katalysator in brandstofcellen zodat deze waarschijnlijk efficienter kunnen gaan werken. Er staat ook een wikipedia link bij over plasmonics...

[Verwijderd]

Voordat dit commercieel toepasbaar is is er nog een lange weg te gaan...
Interessante toepassing trouwens!

Met de nanobuisjes techniek zijn de laatste tijd toch wel (grote?) stappen vooruit gezet;
eerst was er een bericht dat koolstof nanobuisjes in accu's de capaciteit een factor of wat zou vergroten, de laadtijd kon worden teruggebracht tot minuten, en nu dit weer.
Toepasbaar in brandstofcellen, zou dat dan ook de capaciteit zo vergroten?
Ben benieuwd!

[HKS-Skyline]

weer een stap dichterbij zelf herstellend metaal, transformers en andere spacey morphende objecten

het lijkt me trouwens dat als je dit met titanium kan doen dat je dan nog enorm veel sterker metaal kan creeren, maargoed ik weet niet op wat voor schaal dit mogelijk is.

[Dark Angel 58]

als je niet snapt waarvoor het dient...

Platina met dergelijke poreuze structuur is zeer geschikt als katalysator in brandstofcellen. De techniek zou, door andere polymeren te gebruiken, echter ook materialen voor bijvoorbeeld plasmonics op kunnen leveren.

hoor ik je nu zeggen "Ah..."
dat heb ik ook net gezegd