Wissenschaftler der George Washington University unter der Leitung von Stuart Licht haben eine neuartige Methode zur Reinigung von Kohlenstoffnanoröhren (CNTs) mithilfe von mikrowellenangetriebenem Plasma entdeckt. Dieser innovative Ansatz bietet eine effizientere und nachhaltigere Alternative zu herkömmlichen Reinigungstechniken.
Die Forscher fanden heraus, dass Kohlenstoffnanoröhren, die aus Abfall-Kohlendioxid gewonnen werden, bei der Mikrowellenbestrahlung ein deutliches gelb-weißes Plasma bilden. Dieses Plasma oxidiert effektiv Verunreinigungen wie Metalle, Elektrolyte und amorphen Kohlenstoff, die in den Nanoröhren vorhanden sind. Der Selbstreinigungsprozess ist deutlich schneller und verbraucht weniger Energie als herkömmliche Plasmabehandlungen.
Die am 30. Januar 2025 in der Fachzeitschrift Nanoscale veröffentlichte Studie hebt hervor, dass sich das Plasma bildet, wenn die Nanoröhren erhitzt werden und Elektronen freisetzen. Diese Methode ist besonders effektiv bei CNTs, die direkt aus Kohlendioxid durch Schmelzkarbonat-Elektrolyse hergestellt werden, einem Verfahren, bei dem CO2 in Kohlenstoffnanoröhren und Sauerstoff aufgespalten wird. Der Einbau von Übergangsmetallen während der Elektrolyse verbessert die elektrische Leitfähigkeit und die magnetischen Eigenschaften der Nanoröhren, wodurch diese Mikrowellenenergie effizienter absorbieren und die für die Plasmabildung erforderlichen Temperaturen erreichen können. Dieser Durchbruch könnte den Weg für eine nachhaltigere und effizientere Herstellung und Reinigung von Kohlenstoffnanoröhren ebnen, mit potenziellen Anwendungen in verschiedenen Bereichen.