Nanomateriały węglowe z CO2
Takie materiały, jak nanorurki węglowe, nanowłókna i grafeny, zwykle są wytwarzane z węglowodorów lub grafitu z zastosowaniem bardzo wysokich temperatur. Innowacyjny, finansowany przez UE projekt badawczy "Unique nanocarbons from critically opalescent solutions" (UNCOS) ma na celu opracowanie metody syntezy dwutlenku węgla (CO2) w temperaturze pokojowej. Metoda polega na tworzeniu nanocząstek węgla poprzez dysocjację CO2 w stanie opalescencji krytycznej. Naukowcy analizują też wytwarzanie grafenu poprzez przetwarzanie CO2 nadkrytycznego z węglowanego monolitu uzyskanego z kopolimeru. Prace w pierwszym okresie projektu koncentrowały się na scharakteryzowaniu stabilności CO2 w stanie opalescencji krytycznej w czasie. Zespół wykazał utrzymującą się przez ponad 24 godziny opalescencję w reaktorze o objętości 10 ml z zawartością CO2. Naukowcy wykazali też możliwość dodawania do systemu potencjalnych katalizatorów i mieszania wsadu, okresowo zmieniając warunki krytyczne, lecz szybko przywracając opalescencję krytyczną. Następnie badacze pracowali nad odtwarzalną metodą dysocjacji CO2 w stanie opalescencji krytycznej przy użyciu różnych parametrów, aby regulować uzysk i właściwości fizykochemiczne uzyskanych nanomateriałów węglowych. Udało im się przeprowadzić dysocjację CO2 w stanie krytycznym, uzyskując sferyczne nanocząstki węglowe bez użycia katalizatora. Zespół koncentruje się obecnie na poprawie odtwarzalności, regulowaniu uzysku i zwiększaniu skali syntezy. Ponadto analizują zastosowanie CO2 w stanie nadkrytycznym przy wytwarzania warstw grafenu. Ścisła współpraca z zewnętrznymi stronami zainteresowanymi, w tym wytwórcami nanomateriałów węglowych i dostawcami istniejących technologii, zagwarantuje, że testowanie i charakterystyka prototypów uwzględni aspekty praktyczne. Wyniki prac zostały już opublikowane w czterech artykułach na łamach renomowanych czasopism naukowych. Potencjał rynkowy nanomateriałów węglowych jest ogromny. Opracowanie niedrogiej i relatywnie prostej metody syntezy przyniesie znaczące korzyści dla przemysłu i gospodarki UE.
Słowa kluczowe
Węgiel, nanomateriały, techniki syntezy, opalescencja krytyczna, nadkrytyczne CO2
