Công nghệ tạo ống nano cacbon từ CO2 trong không khí hiệu quả và tiết kiệm chi phí

Đó là những gì các nhà nghiên cứu của Đại học Vanderbilt vừa tạo ra, sau khi tìm ra thiết kế để biến cacbon dioxide (CO₂) các thành ống nano cacbon có đường kính nhỏ, loại vật liệu rất có giá trị trên thị trường.

Ống nano cacbon là loại siêu vật liệu, bền hơn thép và dẫn điện hơn đồng. Lý do mà ống nano cacbon không được sử dụng trong các sản phẩm thông thường (như pin hay lốp xe) là vì những đặc tính tuyệt vời này chỉ có ở các ống nano có kích thước rất nhỏ, và chúng cực kỳ đắt tiền. Nhóm nghiên cứu của Vanderbilt không chỉ cho thấy họ có thể tạo ra ống nano cacbon từ CO₂ trong không khí, mà còn cho thấy phương pháp rất rẻ tiền để thực hiện.

Vật liệu nano cacbon mà PGS. ngành cơ khí Cary Pint gọi là "vàng đen" có thể thu hút nhiều mối quan tâm, từ tác động tiêu cực của khí thải cho đến việc làm thế nào để sử dụng khí thải trong công nghệ tương lai.

Pint cho biết: “Một trong những điều thú vị nhất về những gì chúng tôi đã làm là sử dụng công nghệ điện hóa để phân tách CO₂ thành các thành phần cấu tạo của nó là cacbon và oxy. Sau đó liên kết chúng lại một cách chính xác ở cấp độ nano, các nguyên tử cacbon sẽ trở thành các dạng vật chất mới, mở ra khả năng sản xuất các sản phẩm có giá trị, với ống nano cacbon. Công nghệ này có thể tạo ra một cuộc cách mạng mới trên thế giới".

Trong một báo cáo được công bố ngày 23/5 trên Tạp chí ACS Applied Materials and Interfaces của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ (American Chemical Society-ACS), PGS. Cary Pint, nghiên cứu sinh tiến sĩ liên ngành khoa học vật liệu Anna Douglas và nhóm nghiên cứu của họ đã tìm được cách tạo ra các hạt nano (nhỏ hơn 10.000 lần so với một sợi tóc) từ lớp phủ trên bề mặt thép không gỉ.

"Các ống nano carbon rẻ nhất trên thị trường có giá khoảng 100-200 USD/kg. Nghiên cứu của chúng tôi đã cho thấy phương pháp tổng hợp ống nano cacbon có chất lượng tốt hơn nhưng chi phí thấp hơn so với các ống đang được bán trên thị trường, sử dụng CO₂ lấy từ không khí", Douglas nói.

Tuy nhiên, việc tạo ra các ống nano không dễ dàng. Theo nhóm nghiên cứu, quá trình Ostwald ripening (quá trình thay đổi cấu trúc không đồng nhất theo thời gian) có thể làm cho các hạt nano thay đổi kích thước và trở nên lớn hơn. Nhóm nghiên cứu có thể khắc phục một phần bằng quá trình này bằng cách điều chỉnh các thông số điện hóa để giảm thiểu việc tạo ra các hạt nano lớn.

Công nghệ lõi này đã thúc đẩy Pint và Douglas cùng sáng lập ra SkyNano LLC với mục đích mở rộng quy mô và thương mại hóa các sản phẩm từ ống nano cacbon.