Nanorurki, czyli dr Siuzdak prąd ze Słońca

: Nadrzędna kategoria: Wiadomości Naukowe; w Nauki techniczne; na 05 Wrz 2016

Nanorurki czyli prąd ze Słońca

AdinaVoicu/www.pixabay.com

Gdyby ścianę wykonano z tytanu najeżonego milionami nanorurek, mogłaby ona sama oczyszczać się pod wpływem światła. Taki materiał można też wykorzystać jako elektrodę w ogniwach, które pozwalają przekształcać światło słoneczne na prąd. W ten sposób można też budować czujniki medyczne. Nanorurki dwutlenku tytanu wytwarza i modyfikuje dr Katarzyna Siuzdak z Instytutu Maszyn Przepływowych PAN.

– Wszystkim znane są nanorurki węglowe, które wyglądają jak czarny proszek czy sadza. Ja kontroluję wzrost nanorurek dwutlenku tytanu na cienkich foliach, podobnych do takich, z których wykonywana jest biżuteria – tytanowe kolczyki i wisiorki o purpurowej lub zielonkawej barwie. Kiedy już na takich blaszkach wyrosną nanorurki, wówczas osadzam w nich inne materiały - nanoczastki, polimery. Następnie tak je modyfikuję, żeby ich właściwości optyczne i ich zdolność do konwersji energii były jak najlepsze – mówi dr Siuzdak, która pracuje w Ośrodku Technik Plazmowych i Laserowych IMP PAN w Gdańsku.

Badaczka zwiększa fotoaktywność materiałów, a następnie wykorzystuje je do procesów fotokatalitycznych. Procesy te powodują, że pod wpływem światła można rozkładać zanieczyszczenia organiczne, które mogłyby się osadzić na powierzchni z nanorurek.

– Gdybyśmy mieli ścianę z takiego materiału, to zanieczyszczenia obecne w powietrzu mogłyby być przetwarzane do łatwo degradowalnych prostych związków organicznych. Można taki materiał wykorzystać również jako elektrodę w ogniwach fotowoltaicznych – wylicza dr Siuzdak.

Nanorurki wzrastają prostopadle do powierzchni blaszki, jest ona nimi najeżona (fot.). Rurka pionowo przylega do rurki, wyrastają z podłoża jedna przy drugiej jak trawa. Taką warstwą można pokryć dowolne urządzenie wyposażone w tytanową obudowę. Może być to element obudowy drzwi zewnętrznych, bo materiał modyfikuje się tak, żeby wykorzystywał jak najwięcej światła słonecznego. Czy takie materiały mogą mieć zastosowania przemysłowe?

– Pracujemy na bardzo czystych materiałach, więc pół metra kwadratowego kosztuje około 500 złotych. Ale możemy również wytwarzać nanorurki na podłożach o technicznej czystości, a wówczas wytworzenie takiego materiału nie jest wcale drogie. Sam proces wytworzenia jest bardzo tani, dosyć szybki i nie wymaga skomplikowanej aparatury – zapewnia rozmówczyni PAP.

Materiał wykonany na bazie nanorurek zmodyfikowany elementami elektronicznymi może służyć jako sensor - czuła powierzchnia do przeprowadzania analiz, na przykład medycznych. Taki czujnik może wykrywać glukozę we krwi. Nanorurki mogą też służyć jako podłoża do transportu leków. Lek zostaje upakowany do nanorurki, a potem można go stopniowo z niej uwalniać.

– Jeżeli mamy płaską blaszkę, to styk ze środowiskiem ma tylko powierzchnia geometryczna. Inaczej jest z nanomateriałem - jego wymiary nanometryczne powodują, że powierzchnia się bardzo zwiększa. Nanorurka ma swoją średnicę i uzyskujemy powierzchnię w środku i na zewnątrz takiej rureczki. Powierzchnia dostępna jest kilkadziesiąt razy większa niż ta geometryczna, dlatego możemy więcej materiału upakować do środka. Taki materiał jest bardziej czuły na bioanality – mówi dr Siuzdak

Badaczka jest laureatką stypendium START Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. Przyznaje, że w sytuacji niskich zarobków na uczelni takie stypendium daje komfort finansowy i pozwala na samokształcenie, naukę języków, wyjazd na konferencję. Zachęca studentów fizyki lub inżynierii materiałowej zainteresowanych praca interdyscyplinarną, aby weszli na ścieżkę nanotechnologii, która pozwala łączyć pracę nad nowym materiałem z aplikacją.

PAN informacje