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  • 红外线(热)图像示出了来自蒸汽裂化焦油制成的加热装置,具有激光退火,将其形成为MIT标志以证明该过程的可控性。

    红外线(热)图像示出了来自蒸汽裂化焦油制成的加热装置,具有激光退火,将其形成为MIT标志以证明该过程的可控性。

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脏碳透着老练的一面

红外线(热)图像示出了来自蒸汽裂化焦油制成的加热装置,具有激光退火,将其形成为MIT标志以证明该过程的可控性。

煤炭可能有一天会被用来制造各种有用的设备,研究人员建议。


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卡尔·莉迪·让·巴蒂斯特
电子邮件: kjeanbap@mit.edu
电话:(617)253-1682
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焦油,日常材料,在我们的屋顶和车道密封接缝,有意想不到的和赏识的复杂性,根据bt365手机app的研究小组:它在将来可能作为原料用于各种高科技设备,包括储能系统是有用的,热活性涂料,和电子传感器。

它不只是焦油。教授杰弗里·格罗斯曼具有其他化石燃料的一个非常不同的看法也是如此。而不是使用这些材料作为廉价商品烧起来,密封裂缝用,或处理,他认为对于各种各样的称取嵌入的源自生物质的碳的化合物这些古混合物的高度复杂的化学的优点的应用潜力。

这样的应用的一个显著的好处是,它们提供了一种重新利用,否则将被燃烧的材料,从而增加温室气体排放,或在垃圾填埋场处理。这些用途可能导致否则破坏气候的煤和其他碳基材料的“绿化”,格罗斯曼说。

在他最新的研究成果,格罗斯曼,与博士后西宁臧,科学家尼古拉ferralis,和其他五人一起,找到了使用煤,焦油和沥青生产薄涂层具有高度可控和可重复的导电性,孔隙度等性能。使用激光,它们是从便宜的,普遍存在的材料能够化妆原型设备,包括超级电容器来存储电力,柔性应变仪,以及透明加热器。

在工作中,在杂志中描述 科学的进步,探索了使用碳质重烃,已通过热和压力形成了数百万年的腐烂植物物质的地质处理的替代方式。这些材料中,格罗斯曼说,提供丰富的各种具有不同的化学和结构性质,由任何合成无法比拟的,处理的碳基纳米材料的原子结构。

为了利用这些材料的特性的,小组使用过程被称为激光退火以产生碳质材料的超薄层,沉积在衬底上。它们通过沉积和在由不同的基于碳的材料的层的蚀刻图案产生特定的功能的装置。

在某种意义上,这个团队所做的是化石燃料的传统加工的逆其中碳氢化合物经历阶段的打破化学键并分离出不同的化合物的阶段之后的复杂组合。在这项工作中,各种重质烃复合物,使用只是因为它们是,利用的各种各样的特性在不同的材料被发现 - 类型的煤,石油蒸汽裂化焦油,以及中间相沥青,其中大部分是正在迅速被淘汰,通常需要处理的任何副产物或燃料。

通过只选择正确的原料和不同的定时,并用于以退火材料的激光脉冲的强度的组合,该小组能够控制的范围内的物理,光学,电学,磁学和其它性质。由不同的材料组合,他们说,装置的整个范围,可以在一次在单个基板上生产的。

“那么我们可以创造一切从石墨烯到某种芳香丰富聚合物,说:” ferralis“,并与性能,可以广泛地改变,被热和电绝缘体,热和电导体。我们可以改变孔隙度,这样可以让我们不仅要创造坚实的电影,同时也创造具有高度的多孔材料,因此,我们实际上可以使膜。”

这个品种的材料特性可以混合和匹配时,或许有利,例如,建立了各种碳质“油墨”为3D打印,他说。

“但是,而不是改变颜色,” ferralis说,“你真正改变你让前体的类型。你多添一点焦油,少一点间距,或者多一点的任何其他的事情,我们在文件强调。即可以给,例如,为了使能力,相同的膜,膜,电子装置,和能量存储系统内,等等等等,按需”

材料实际上可以是任何类型的重质烃的,其中有许多存在于极多的由石油生产或化学加工废产物。 “它的重芳烃,这意味着重烃,人们不知道该怎么用它做,基本上就是我们要找的是任何材料”臧说。 “所以我们非常不可知有关,我们可以用什么。”

通过使用从二氧化碳激光精确定时和调整脉冲,该小组能够控制涂覆的材料的特性,与可以产生高度局部化的温度高达2000摄氏度脉冲爆破它,同时留下周围区域,从而影响该过程甚至可以在软基材如塑料进行,他们说。

“我们有这样的高度异质性,杂乱的原料,”格罗斯曼说,“但它是如此廉价和丰富的有用的化学反应。”这个想法是要了解它足够好,能够“将简单的,可扩展的制造工具,使我们可以利用这个优势的认识,使其做不同的事情我们。”概括地说,他说,“我们发现,以前认为是限制其使用这种材料(因为只有燃料燃烧,例如),并通过了解其原子结构,我们能够运用原则材料的设计和工程,使其在更广泛的方式有用“。

而该初始工作集中在薄膜,原料如此便宜,最终这样的材料也可以用于批量应用中,ferralis说。 “如果我们能这个过程扩展到批量系统中,这可能在结构材料被用于,例如,或绝缘为家庭。的东西,实际上需要大量的材料。”它甚至可能为现在的煤炭生产地区从供电煤耗电厂行业的崩溃的痛苦,成为高附加值产品一个全新的家庭生产的经济刺激,他建议。

该研究小组还包括温度。建在加拿大约克大学,S。英格索尔和z。吕在bt365手机app,在长孙华山李逸仙大学在中国,J·J亚当斯在西部研究所,在怀俄明州和z。鲁。该工作是由埃克森美孚和加拿大自然科学和工程研究理事会的支持。


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