Name: Preparación y Evaluación de composites híbridos de combustible químico y Multi-amurallada nanotubos de carbono en el Estudio de thermopower Waves (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-04-10T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 35 s
Description: Aprende a generar energía eléctrica mediante ondas termoeléctricas usando nanotubos de carbono multi-pared y combustibles químicos. Este método sintetiza composites híbridos por impregnación húmeda para optimizar la propagación térmica.

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Este trabajo fue apoyado por el Programa de Investigación en Ciencias Básicas a través de la Fundación Nacional de Investigación de Corea (NRF), financiado por el Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología (NRF-2013R1A1A1010575), y por el programa de Nano I + D a través de la Corea Ciencia e Ingeniería de la Fundación financiado por el Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología (NRF-2012M3A7B4049863).

1. Síntesis de alineación vertical de múltiples paredes nanotubos de carbono (VAMWCNTs) <ol><li> Preparación de la oblea y la deposición de capas de catalizador <ol><li> Preparar una de tipo n (100) oblea de Si. </li><li> Depositar un 250-nm de espesor capa de SiO 2 en la oblea de Si mediante oxidación térmica o métodos alternativos, tales como pulverización catódica. Inyectar 200 sccm de O 2 durante 3 h 20 min a 1000 ° C en un horno horizontal. </li><li> Al utilizar mayor 2 O 3 (99,9%) como un multi-bombardeo iónico (fuente de RF: 1000 W) fuente y depositar un 10 nm de espesor Al 2 O 3 (99,9%) de capa en la capa de SiO 2. Utilice una velocidad de deposición lenta de 10 nm / min con una presión de deposición de 2 × 10 -2 mbar. </li><li> Utilice mayor Fe (99,9%) como una fuente mediante el empleo de un evaporador de haz de electrones, y depositar una capa de 1 nm de espesor Fe en la capa de Al 2 O 3. Utilice una velocidad de deposición lenta de ~ 0.1 nm / seg con una presión de deposición de 5 × 10 -6 Torr. </li&gt; <li> Cortar la Fe / Al 2 O 3 / SiO2 / oblea de Si a un tamaño de 28 mm x 15 mm utilizando una punta de trazar diamante. Nota: Dependiendo del tamaño deseable de la matriz VAMWCNT, el tamaño de la Fe / Al 2 O 3 / SiO2 / oblea de Si se puede variar. </li></ol></li><li> Síntesis de la matriz MWCNT por TCVD y preparación de los bosques MWCNT independiente. <ol><li> Coloque la Fe / Al 2 O 3 / SiO2 / oblea de Si en el centro de un barco de cuarzo que tiene unas dimensiones de 120 mm x 30 mm. </li><li> Coloque la navecilla de cuarzo en el interior del tubo de cuarzo de 2 pulgadas de la configuración de TCVD (Figura 1A). </li><li> Inyectar 900 sccm de gas Ar durante 10 min en condiciones ambientales para eliminar el aire y llenar el tubo de cuarzo 2 pulgadas con Ar. </li><li> Inyectar 600 sccm de gas Ar y 400 sccm de H 2 de gas, mientras que el aumento de temperatura en el horno de 25 ° C a 750 ° C en 30 min. </li><li> Inyectar 100 sccm de gas Ar y 400 sccm de H 2 gas a 750 ° C durante 10 minutos para formular nanopartículas Fe como raíces de MWCNTs. </li><li> Inyectar 100 sccm de gas Ar, 368 sccm de H 2 gas, y 147 sccm de etileno (C 2 H 4) de gas a 750 ° C durante 280 min. Simultáneamente, aplique calentamiento Joule en la entrada del tubo de cuarzo por filamento de tungsteno (voltaje: 0.8 V, corriente: 15 A) para promover la descomposición de C 2 H 4 gas para actuar como una fuente de carbono. Estas fuentes de carbono se unen a nanopartículas de Fe sobre obleas de Si y transformados en CNTs. </li><li> Detener la inyección de gas H2 y C 2 H 4 gas, y apague el horno. Durante este procedimiento, se inyecta continuamente 100 sccm de gas Ar hasta que la temperatura de la oblea cae por debajo de 60 ° C. </li><li> Saque MWCNTs sobre la oblea. Separar con cuidado el conjunto MWCNT de la oblea para obtener libre de pie bosques MWCNT (longitud: 3.6 mm) (Figura 1B). </li></ol></li></ol><ol><li> Preparación de combustibles químicos <ol><li> Preparar una solución de sodio y ácido pícrico (2,4,6-trinitro fenol) azida (NaN 3). <ol><li> Evaporar la solución de ácido pícrico para obtener polvo de ácido pícrico (1 atm, 25 ° C, durante 24 horas). Mida 6 g del polvo de ácido pícrico y disolver en 100 ml de acetonitrilo (262 mm). </li><li> Medida de 6 g del polvo de azida de sodio y disolver en 100 ml de agua desionizada (DI) (923 mM). </li></ol></li></ol></li><li> Síntesis y caracterización de compuestos híbridos a través de impregnación húmeda <ol><li> Mida la masa de un bosque MWCNT individuo con una microbalanza y confirmar las estructuras alineadas de la selva MWCNT por SEM (Figura 4A). Utilice una tensión de 15 kV y un aumento de 1,200X. Compruebe si la estructura alineado se mantiene en todo el bosque MWCNT. </li><li> Añadir 25 l de 262 mM solución de ácido pícrico en top del bosque MWCNT para permitir que el combustible penetre en los poros de la selva. Deja la muestra como está para 30 minutos para reducir el tamaño del array película, y permiten que el ácido pícrico penetre completamente los poros hasta que todo se haya evaporado acetonitrilo del bosque (Figura 1C). Nota: Dependiendo de la relación entre el objetivo de combustible químico y variedad MWCNT, modificar la concentración y cantidad de la solución de ácido pícrico. </li><li> Sumergir los bosques MWCNT recubiertos con ácido pícrico en 25 l de solución de azida de sodio 923 mM para formar fenóxido de sodio de 2,4,6-trinitro y azida de hidrógeno (capa de combustible) por impregnación húmeda. Deja la muestra durante 30 minutos hasta que todos los disolventes se evaporan. Nota: Dependiendo de la relación entre el objetivo de combustible químico y variedad MWCNT, puede modificar la concentración y cantidad de la solución de azida de sodio. </li><li> Medir la masa de un compuesto híbrido individual de combustible y MWCNTs con una microbalanza, y comparar la masa final para calcular la relación de masas dela capa de combustible y MWCNTs. <img alt="Ecuación 1" src="/files/ftp_upload/52818/52818eq1.jpg" /> en donde M y M h m son la masa del material compuesto híbrido individual y película MWCNT individual, respectivamente. </li><li> Confirmar las estructuras alineadas de material compuesto híbrido de combustible y MWCNTs por SEM (Figura 5A). De acuerdo con las instrucciones del fabricante, bajar la presión para las condiciones de funcionamiento y aumentar la ampliación hasta la agregación química del combustible se observa claramente en el bosque MWCNT alineados. Compruebe la forma de agregación de combustible en MWCNTs. </li></ol></li></ol> 3. Fabricación de thermopower Wave Generator (Figura 2) <ol><li> Adjuntar cintas de cobre a ambos extremos de un portaobjetos de vidrio para actuar como electrodos para la conexión con un osciloscopio, que mide la tensión de salida directa de la ola thermopower. </li><li> Conecte las cintas de cobre a ambos extremos del composite híbrido a través de un pas de platagotita TE. Deja la muestra hasta la pasta de plata se vuelve duro y la conexión es fija. </li><li> Utilice un multímetro para medir la resistencia eléctrica del material compuesto híbrido. </li></ol> 4. La medición de las ondas termoeléctricas (Figura 3) <ol><li> En el interior de una cámara de policarbonato, fijar el generador de ondas thermopower sobre la mesa óptica con abrazaderas de seguridad. </li><li> Utilice pinzas de cocodrilo para conectar los electrodos de cobre al osciloscopio para la medición del voltaje de salida. </li><li> Establecer un sistema de microscopía de alta velocidad [componentes: una cámara de alta velocidad (&gt; 5000 cuadros / seg), objetivo macro (105 mm de la lente / f2.8) y una lámpara LED] para grabar la propagación de la combustión del generador. Coloque y encienda la lámpara LED para la grabación clara con imágenes de alta resolución en frente del generador de ondas thermopower. Ajuste la velocidad de grabación más de 5000 cuadros / seg. </li><li> Publicar un pirómetro óptico en una posición específica para registrar en tiempo real los cambios en la temperaturadel material compuesto híbrido. </li><li> Aplicar o bien la irradiación con láser o calentamiento Joule para encender el combustible químico en el material compuesto híbrido. <ol><li> Enfoque de láser (&lt;1,000 mW) en una posición específica en el material compuesto híbrido. Mantener el foco durante unos segundos hasta que se inicie la combustión en el generador de ondas thermopower. </li><li> Preparar una fuente de alimentación de alta corriente y un alambre de níquel-cromo. Conecte el cable a una fuente de alimentación de alta corriente (condiciones de funcionamiento: 5 V y 3 A), y calentar un alambre de níquel. Haga contacto suave entre el alambre de níquel calentado y combustible químico en el composite híbrido hasta que se inicia la combustión en el generador de ondas thermopower. </li></ol></li><li> Encienda la configuración de la medición, que consiste en un sistema de alta velocidad de microscopía, un osciloscopio y un pirómetro óptico, cuando una onda thermopower se lanza por el generador. <ol><li> Configuración de la velocidad de grabación (5000 cuadros / seg) en la cámara de alta velocidad. Activación de grabación en el inicio de thermopola propagación de ondas wer. Instantáneas grabadas con imágenes fotográficas de alta velocidad con el sistema de microscopía de alta velocidad, y extraer el número de fotogramas grabados de principio a fin de la propagación de ondas thermopower (# número total de fotogramas). </li><li> Registrar la señal de tensión desde el principio hasta el final de la propagación de ondas thermopower utilizando el osciloscopio. Extraer el pulso de tensión de salida (V). </li><li> Enfoque el pirómetro óptico en la posición específica en un composite híbrido, el cual indica las zonas de destino, y medir los cambios dinámicos en la temperatura (° C). </li></ol></li><li> Calcular la velocidad de propagación de reacción mediante la extracción de la posición frontal de reacción a marcos individuales en el sistema de microscopía de alta velocidad. <img alt="Ecuación 2" src="/files/ftp_upload/52818/52818eq2.jpg" /> donde, l h es la longitud total del material compuesto híbrido, n f es el número de fotogramas grabados de principio a fin de la propagación de ondas thermopower, yn o &lt;/ Sub&gt; es la velocidad de grabación. </li><li> Extraer los datos de voltaje de salida desde el osciloscopio y calcular la tensión de pico máximo, así como la potencia específica del pulso de voltaje de salida. Utilice la resistencia eléctrica que se midió en el Paso 3. </li><li> Extraer el cambio de temperatura utilizando el pirómetro óptico. </li></ol>

<ol><li>Zhou, X., Torabi, M., Lu, J., Shen, R. Q., Zhang, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanostructured+Energetic+Composites%3A+Synthesis%2C+Ignition%2FCombustion+Modeling%2C+and+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22Acs+Appl+Mater+Inter%22%5BJournal%5D)">Nanostructured Energetic Composites: Synthesis, Ignition/Combustion Modeling, and Applications.</a> Acs Appl Mater Inter. 6, 3058-3074 (2014).</li>
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<li>Hong, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+Electrical+Potential+of+Thermoelectric+Power+Waves+by+Sb2Te3-Coated+Multiwalled+Carbon+Nanotube+Arrays%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physical+Chemistry+C%22%5BJournal%5D)">Enhanced Electrical Potential of Thermoelectric Power Waves by Sb2Te3-Coated Multiwalled Carbon Nanotube Arrays.</a> The Journal of Physical Chemistry C. 117, 913-917 (2013).</li>
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<li>Garner, W., Abernethy, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heats+of+combustion+and+formation+of+nitro-compounds.+Part+I.+Benzene%2C+toluene%2C+phenol+and+methylaniline+series%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+Royal+Society+of+London.+Series+A%22%5BJournal%5D)">Heats of combustion and formation of nitro-compounds. Part I. Benzene, toluene, phenol and methylaniline series.</a> Proceedings of the Royal Society of London. Series A. 99, 213-235 (1921).</li>
<li>Passingham, C., Hendra, P. J., Hodges, C., Willis, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Raman+spectra+of+some+aromatic+nitro+compounds%5BTitle%5D)+AND+%22Spectrochimica+Acta+Part+A%3A+Molecular+Spectroscopy%22%5BJournal%5D)">The Raman spectra of some aromatic nitro compounds.</a> Spectrochimica Acta Part A: Molecular Spectroscopy. 47, 1235-1245 (1991).</li>
<li>Rinkenbach, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Heats+Of+Combustion+And+Formation+Of+Aromatic+Nitro+Compounds%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">The Heats Of Combustion And Formation Of Aromatic Nitro Compounds.</a> Journal of the American Chemical Society. 52, 115-120 (1930).</li>
</ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

Los protocolos de los experimentos de ondas termoeléctricas implican pasos críticos que permiten la propagación de onda térmica ideal, así como la generación de energía eléctrica. En primer lugar, la posición específica de la ignición y la transferencia correspondiente reacción son factores importantes en el control de la conversión de energía de las olas termoeléctricas. De encendido en un extremo del material compuesto híbrido lanzó guiado de combustión a lo largo de las interfaces entre los materiales del núcleo y co...

Combustibles químicos tienen muy alta densidad de energía y han sido ampliamente utilizados como fuentes de energía útil en una amplia gama de aplicaciones de microsistemas para macrosistemas. 1 En particular, muchos investigadores han tratado de utilizar combustibles químicos como fuente de energía para la próxima generación de micro / nanosistemas . tecnologías basadas en 2 Sin embargo, debido a la dificultad en la integración de componentes de conversión de energía en muy pequeños espacios en micro / nanodispositivos, hay limitaciones fundamentales a la conversión de combustibles químicos en energía eléctrica. Por lo tanto, la combustión de combustibles químicos principalmente se ha empleado para la producción de energía química o mecánica en micro / nanodispositivos tales como nanotermita o microactuadores. 1,3 Ondas-a thermopower conversión de energía de nuevo desarrollo concepto han atraído considerable atención como un método para convertir la energía química de un combustible directamente a eno eléctricaRGY sin utilizar ningún componente de conversión. 4,5 olas thermopower se pueden generar utilizando un compuesto híbrido de un combustible químico y un material micro / nanoestructurado. 5 Cuando se enciende el combustible químico en una cierta posición en un material compuesto híbrido, la combustión química ocurre a lo largo la interfaz entre el combustible químico y el material de micro / nanoestructurado. Al mismo tiempo, los cambios dinámicos en los potenciales térmicas y químicas de todo el resultado material micro / nanoestructurado núcleo en concomitante de generación de energía eléctrica inducida por la transferencia de carga en la forma de un impulso de tensión de alta potencia. Se ha demostrado que diversos materiales micro / nanoestructuras como los nanotubos de carbono de pared múltiple (MWCNTs) 4-6 y ZnO, 7 Bi 2 Te 3, 8 Sb 2 Te 3, 9 y MnO 2 10 materiales micro / nanoestructuradas permiten composites híbridos para utilizar las ondas termoeléctricas y mostrar química-térmica electri-conversión de energía cal. En concreto, los materiales básicos con un alto coeficiente Seebeck permiten la generación de voltajes de salida únicamente de la combustión se propaga. Sin embargo, otros parámetros relacionados con materiales compuestos idénticos, como la mezcla de combustibles químicos, relación de masa de combustible / core-materiales, el proceso de fabricación, y las condiciones de ignición afectan críticamente las propiedades generales de las ondas termoeléctricas. Aquí, nos muestran cómo los procesos de fabricación, la formación de un combustible químico alineados, y la relación de masa de materiales / núcleo de combustible afectan el rendimiento de onda thermopower. Sobre la base de una matriz de MWCNT térmica fabricado por deposición química de vapor (TCVD), se muestra cómo se prepara un compuesto híbrido de un combustible químico y MWCNTs para la generación de energía de las olas thermopower. Diseño de la configuración experimental que permite la evaluación de la conversión de energía se introduce a lo largo con las correspondientes mediciones experimentales para los procesos de combustión tales como propagatien y la generación directa de energía eléctrica. Por otra parte, hemos demostrado que la polaridad de distribución descrito por la tensión de salida dinámica y pico específica determina el poder-crucialmente la conversión de la energía eléctrica. Este estudio proporcionará estrategias específicas para mejorar la generación de energía, y ayudará en la comprensión de la física subyacente de las ondas termoeléctricas. Por otra parte, el proceso de fabricación y los experimentos descritos aquí le ayudarán en la ampliación de las oportunidades de investigación en ondas termoeléctricas, así como en la conversión de energía química térmica-eléctrica.

<table><tbody><tr><td>Oblea de silicio tipo n de 4"</td><td>Unisill</td><td>4" Oblea</td><td></td></tr><tr><td>de Si2O3</td><td>TAEWON</td><td>A-1008</td><td>99.9999% Pureza</td></tr><tr><td>Fe</td><td>Sigma Aldrich</td><td>267945</td><td>99.9999% Pureza</td></tr><tr><td>Ar</td><td>Seúl Gas especial</td><td>Ar(N60)</td><td>99.9999% Pureza</td></tr><tr><td>C2H4</td><td>Seúl gas especial</td><td>C2H4</td><td>99.5% Pureza</td></tr><tr><td>H2</td><td>Seúl gas especial</td><td>H2(N60)</td><td>99.9999% Pureza</td></tr><tr><td>Pasta de plata</td><td>Fujikura Kasei</td><td>D-550</td><td></td></tr><tr><td>Ácido pícrico</td><td>Sigma Aldrich</td><td>197378</td><td>> 98% de pureza Azida</td></tr><tr><td>de sodio</td> altamente tóxica <td>Sigma Aldrich</td><td>S2002</td><td>> Pureza del 99,5%</td></tr><tr><td>Acetonitrilo</td><td>Sigma Aldrich</td><td>271004</td><td>99,8% de pureza</td></tr><tr><td>Fuente de alimentación</td><td>Mastech</td><td>HY3010</td><td></td></tr><tr><td>TCVD</td><td>Scientech</td><td>Osciloscopio TCVD</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Tektronix</td><td>DPO2004B</td><td></td></tr><tr><td>Sistema de microscopía de alta velocidad</td><td>Phantom</td><td>V7.3</td><td></td></tr></tbody></table>

preparación y evaluación de composites híbridos de combustible químico y multi-amurallada nanotubos de carbono en el estudio de thermopower waves

Preparation and Evaluation of Hybrid Composites of Chemical Fuel and Multi-walled Carbon Nanotubes in the Study of Thermopower Waves

Cuando se enciende un combustible químico en una cierta posición en un material compuesto híbrido del combustible y un material / nanoestructurado micro, la combustión química se produce a lo largo de la interfaz entre los materiales de combustible y el núcleo. Al mismo tiempo, los cambios dinámicos en los potenciales térmicas y químicas a través de los materiales micro / nanoestructurados como resultado concomitante de generación de energía eléctrica inducida por la transferencia de carga en la forma de un impulso de tensión de alta potencia. Demostramos todo el procedimiento de una ola experimento thermopower, de la síntesis de la evaluación. Deposición de vapor químico térmico y el proceso de impregnación húmeda se emplean respectivamente para la síntesis de una matriz de nanotubos de carbono de pared múltiple y un compuesto híbrido de la azida de ácido / sodio pícrico / nanotubos de carbono de pared múltiple. Los materiales compuestos híbridos preparados se utilizan para fabricar un generador de ondas thermopower con electrodos de conexión. La combustión del material compuesto híbrido se inicia por calentamiento Joule-láser o calefacción, y THe correspondiente propagación de combustión, generación directa de energía eléctrica, y en tiempo real los cambios de temperatura se miden usando un sistema de alta velocidad de microscopía, un osciloscopio y un pirómetro óptico, respectivamente. Por otra parte, las estrategias fundamentales que deben adoptarse en la síntesis del compuesto híbrido y el inicio de su combustión que mejoran la transferencia total de energía de la onda thermopower se proponen.

La matriz MWCNT alineados, como un material nanoestructurado del núcleo para las ondas termoeléctricas, fue sintetizado por TCVD, 11-13 como se muestra en la Figura 4A. El diámetro de MWCNTs como adultos es 20 a 30 nm (Figura 4B). El compuesto híbrido alineado de los ácido / azida de sodio / MWCNTs pícrico se muestra en la Figura 5A. Este compuesto fue sintetizado por el proceso de impregnación húmeda, 14 como se describe en la sección de protocolo...

Se presenta un protocolo para realizar experimentos de ondas de termopotencia. Se describe la síntesis de compuestos híbridos de un combustible químico y un material micro/nanoestructurado, la fabricación de un generador de ondas de energía térmica y los métodos para medir los fenómenos físicos correspondientes.

Preparación y Evaluación de composites híbridos de combustible químico y Multi-amurallada nanotubos de carbono en el Estudio de thermopower Waves

When a chemical fuel at a certain position in a hybrid composite of the fuel and a micro/nanostructured material is ignited, chemical combustion occurs ...

El objetivo general de este procedimiento es demostrar la generación de energía eléctrica mediante la combustión química a partir de ondas termoeléctricas. Esto se logra primero preparando nanomateriales básicos, como nanotubos de carbono de paredes múltiples mediante deposición química de vapor térmica. El segundo paso consiste en la síntesis del compuesto híbrido de nanomateriales básicos y combustibles químicos mediante el método de impregnación húmeda.A continuación, se fabrican generadores de ondas de potencia térmica compuestos por materiales híbridos y electrodos adjuntos. Los electrodos de cobre se conectan a los materiales híbridos mediante pasta de plata. El paso final consiste en medir el voltaje de salida, la temperatura correspondiente y la velocidad de propagación de la reacción a partir de las ondas de potencia térmica utilizando un osciloscopio, parámetros ópticos y un sistema microscópico de alta velocidad.En última instancia, el protocolo de experimentos de ondas termoeléctricas muestra pasos críticos que permiten ondas termoeléctricas para una propagación de onda térmica optimizada y la generación de energía eléctrica. La principal ventaja de esta técnica frente a métodos existentes, como la combustión convencional para producir energía eléctrica, es que no requiere partes mecánicas como compresores o turbinas. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en nuevos tipos de fuentes de energía para aplicaciones a escala micro y nanométrica, como el polvo inteligente, la robótica micro y nanométrica y los actuadores, ya que genera directamente una alta potencia específica utilizando combustibles químicos con alta densidad energética.Además, la onda de potencia térmica se genera sin partes móviles mecánicas, de modo que el generador puede reducirse y integrarse a escalas micro y nanométricas. En primer lugar, se colocan capas previamente preparadas de hierro y óxido de aluminio sobre dióxido de silicio, oblea de silicio, en un crisol de cuarzo con dimensiones de 120 milímetros por 30 milímetros, y se introduce el crisol de cuarzo dentro del tubo de cuarzo de dos pulgadas de un sistema de deposición química en fase vapor térmica. Una vez que se ha fabricado el arreglo de nanotubos de carbono de paredes múltiples, se separa cuidadosamente del sustrato para obtener bosques de nanotubos de carbono de paredes múltiples autosostenidos.Para preparar el combustible químico, disuelva seis gramos del polvo de ácido piri evaporado a partir de ácido piri en 100 mililitros de acetonitrilo. A continuación, disuelva seis gramos de azida de sodio en 100 mililitros de agua desionizada. Para sintetizar el compuesto híbrido, mida la masa de un bosque individual de nanotubos de carbono de múltiples paredes con una balanza microanalítica.Luego, confirme las estructuras alineadas del bosque de nanotubos de carbono de múltiples paredes mediante microscopía electrónica de barrido. Verifique si la estructura alineada se mantiene en todo el bosque de nanotubos de carbono de múltiples paredes. A continuación, agregue 25 microlitros de la solución de ácido pírico sobre el bosque de nanotubos de carbono de múltiples paredes para permitir que el combustible penetre en los poros del bosque.Deje la muestra durante 30 minutos para que el arreglo de película se contraiga y permita que el ácido piri penetre completamente los poros hasta que todo el acetonitrilo haya evaporado. En este punto, sumerja los bosques de nanotubos de carbono de pared múltiple recubiertos con ácido piri en 25 microlitros de la solución previamente preparada de azida de sodio para formar óxido de sodio 2,4,6-trinitro y azida de hidrógeno mediante impregnación húmeda. Después de permitir que el disolvente se evapore de la muestra durante 30 minutos, mida la masa de un compuesto híbrido individual de combustible y nanotubos de carbono de pared múltiple con una balanza microanalítica.Luego, compare la masa final para calcular la relación de masa de la capa de combustible y los nanotubos de carbono multiwalled utilizando la siguiente ecuación. Ate cinta de cobre a ambos extremos de una lámina de vidrio para que actúe como electrodos para la conexión con un osciloscopio, que mide la salida de voltaje directo de la onda de potencia térmica. A continuación, utilice pasta de plata para conectar la cinta de cobre a ambos extremos del compuesto híbrido.Después de que la pasta de plata se endurezca y la conexión quede fija, utilice un multímetro para medir la resistencia eléctrica del compuesto híbrido dentro de una cámara de policarbonato. Fije el generador de onda de termopotencia a la mesa óptica con abrazaderas para mayor seguridad. A continuación, use pinzas cocodrilo para conectar los electrodos de cobre al osciloscopio con el fin de medir el voltaje de salida.Configure un sistema de microscopía de alta velocidad para registrar la propagación de la combustión desde el generador. Encienda la lámpara LED para obtener una grabación clara con imágenes de alta resolución frente al generador de onda termoeléctrica. Luego, establezca la velocidad de grabación en más de 5.000 cuadros por segundo.Después de preparar una fuente de alimentación de alta corriente y un alambre de níquel cromo, conecte el alambre a la fuente de alimentación de alta corriente y caliéntelo. Haga contacto suave entre el alambre de níquel caliente y el combustible químico en el compuesto híbrido hasta que se inicie la combustión en el generador de onda termoeléctrica. Cuando el generador lance la onda termoeléctrica, configure la frecuencia de grabación en 5.000 cuadros por segundo en la cámara de alta velocidad.Active la grabación al inicio de la propagación de la onda de termopotencia. Luego, registre instantáneas en imágenes fotográficas de alta velocidad mediante el sistema de microscopía de alta velocidad y extraiga el número de cuadros grabados desde el inicio hasta el final de la propagación de la onda de termopotencia. En este momento, registre la señal de voltaje desde el inicio hasta el final de la propagación de la onda de termopotencia utilizando el osciloscopio y extraiga el pulso de voltaje de salida.Finalmente, calcule la velocidad de propagación de la reacción extrayendo la posición del frente de reacción en cuadros individuales del sistema de microscopía de alta velocidad y utilizando la siguiente ecuación. Aquí se muestra el arreglo alineado de nanotubos de carbono multiwált como material nanoestructurado central para ondas termoeléctricas. El diámetro de los nanotubos de carbono multiwált tal como se cultivaron es de 20 a 30 nanómetros.Se muestra aquí el compuesto híbrido alineado del ácido piri, azida de sodio y nanotubos de carbono de pared múltiple. La mezcla de ácido pric y azida de sodio formó una estructura unidimensional que amplificó la combustión. Tras fabricar el generador de onda termoeléctrica, el sistema de microscopía de alta velocidad registró la propagación de la combustión.El calentamiento dual inició la combustión, que se transformó rápidamente en una reacción química autorregenerativa a lo largo de la dirección alineada de los nanotubos de carbono de múltiples paredes; simultáneamente, se obtuvo la conversión de energía eléctrica mediante el uso del osciloscopio sincronizado. El alambre de níquel cromo utilizado para la ignición solo entró en contacto con el compuesto combustible en el compuesto híbrido, y no hubo ninguna perturbación proveniente de una señal eléctrica externa. Al realizar este procedimiento, es importante recordar fabricar y alinear las estructuras híbridas entre los combustibles químicos y los nanotubos de carbono.En nuestros pasos optimizados, el método de combustible debe ser 10 veces menor que el de los múltiples tubos de carbono para cuerpos elevados con una única propagación nacional de ondas de combustión tras su desarrollo. Esta técnica allanó el camino para que los investigadores en el campo de la generación o recolección exploraran una alta potencia específica a escalas micro y nanométricas a partir de la combustión química. Tras ver este video, debería tener una comprensión clara de cómo la energía química en los combustibles del quemador puede convertirse en energía térmica y eléctrica en ondas termoeléctricas, y cómo se pueden diseñar y optimizar para controlar la propagación térmica y el voltaje obtenido.No olvide que trabajar con materiales inflamables, como combustibles químicos, puede ser extremadamente peligroso, y siempre se deben tomar precauciones, como usar una cámara de extracción o controlar la cantidad de productos químicos liberados, mientras se realiza el procedimiento.

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Descarga de arco anódica es uno de los métodos más prácticos y eficaces para sintetizar nanoestructuras de carbono diferentes. Para aumentar la capacidad de control del arco y la flexibilidad, un campo magnético no uniforme fue presentado a proceso de la síntesis de un solo paso de copos de grafeno a gran escala y de alta pureza nanotubos de carbono.

Síntesis simultánea de los nanotubos de carbono de pared simple y grafeno en un arco de plasma magnético mejorada

Este protocolo describe la preparación de sin gas nanoestructurados materiales energéticos (Ni + Al, Ta + C, Ti + C) utilizando el corto plazo la bola de gran energía fresado técnica (HEBM). También se describe un método de imagen térmica de alta velocidad para estudiar la reactividad de nanocompuestos fabricados mecánicamente. Estos protocolos pueden extenderse a otros materiales energéticos nanoestructurados reactiva.

Preparación y reactividad de sin gas Nanoestructurados materiales energéticos

Informamos sobre una aplicación inteligente de nanotubos de carbono para la estabilización cinética de partículas lipídicas que contienen nanoestructuras autoensambladas en sus núcleos. La preparación de partículas lipídicas requiere concentraciones bastante bajas de nanotubos de carbono, lo que permite su uso en aplicaciones biomédicas, como la administración de fármacos.

Preparación fácil del ensamblado autónomos Internamente Lípidos Las partículas estabilizadas por nanotubos de carbono

Se presenta un método para la funcionalización de nanotubos de carbono con capas de encapsulación polimérica ajustables estructuralmente y la caracterización estructural mediante dispersión de neutrones de ángulo pequeño.

Funcionalización de pared simple nanotubos de carbono con Thermo-reversibles copolímeros de bloque y Caracterización de ángulo pequeño dispersión de neutrones

Aquí, se describe un nuevo método para la funcionalización y dispersión estable de nanomateriales de carbono en entornos acuosos. El ozono se inyecta directamente en una dispersión acuosa de nanomaterial de carbono que se recircula continuamente a través de una célula ultrasónica de alta potencia.

Funcionalización y Dispersión de Nanomateriales de Carbono Utilizando un Proceso de Ozonolisis Ultrasonido

Un procedimiento para la síntesis de nanotubos de carbono de la pirólisis de poliestireno injertado mediante modificación química sucesivos pasos a selectivamente introducir las cadenas del polímero en las paredes laterales y su uno mismo-montaje mediante pliegues anisotrópico es presentado.

Injerto de nanotubos de carbono pirólisis con poliestireno para permitir uno mismo-Asamblea y pliegues anisotrópico

Aquí presentamos un protocolo para la fabricación de nanoestructuras de C60/graphene híbrido por evaporación térmica física. Particularmente, la manipulación adecuada de deposición y recocidas condiciones permiten el control sobre la creación de 1D y cuasi 1 C60 estructuras en grafeno ondulado.

Preparación y caracterización de nanoestructuras de C60/Graphene híbrido

Se presenta un protocolo para la síntesis de HNbWO6, HNbMoO6, HTaWO6 nanohoja de ácido sólido modificado Pt/CNTs.

Afinación de la acidez de los catalizadores Pt/ CNTs para la hidrodesoxigenación del éter de difenilo

Aquí, demostramos un proceso de fundición de soluciones simple y de bajo costo para mejorar la compatibilidad entre el relleno y la matriz de nanocompuestos a base de polímeros utilizando rellenos BaTiO3 modificados en superficie, que pueden mejorar eficazmente la densidad energética de los compuestos.

Aplicación de un agente de acoplamiento para mejorar las propiedades dieléctricas de los nanocompuestos basados en polímeros

Se presenta una técnica que utiliza un grano de combustible sólido con una novedosa estructura helicoidal anidada para mejorar el rendimiento de combustión de un motor cohete híbrido.

Mejorar el rendimiento de combustión de un motor de cohete híbrido utilizando un nuevo grano de combustible con una estructura helicoidal anidada

Aquí, presentamos un protocolo para sintetizar nanopartículas de Co soportadas en nanotubos de carbono con Dopantes de Co y N para producciones de hidrógeno.

Síntesis de nanopartículas metálicas soportadas en nanotubos de carbono con átomos dopados de Co y N y sus aplicaciones catalíticas en la producción de hidrógeno

Aprende a generar energía eléctrica mediante ondas termoeléctricas usando nanotubos de carbono multi-pared y combustibles químicos. Este método sintetiza composites híbridos por impregnación húmeda para optimizar la propagación térmica.

Preparación y Evaluación de composites híbridos de combustible químico y Multi-amurallada nanotubos de carbono en el Estudio de thermopower Waves (Video) | JoVE Journal

Preparación y Evaluación de composites híbridos de combustible químico y Multi-amurallada nanotubos de carbono en el Estudio de thermopower Waves

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