Sanjukta Mondal tərəfindən , Phys.org

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Tullantı şüşəsindən SiC NW-nin FAF sintezi. Kredit: Matter (2026). DOI: 10.1016/j.matt.2026.102664

Elektronika və struktur möhkəmləndirmə materialları üçün xüsusi morfologiyalarla silikon karbid (SiC) mühəndisliyi həmişə baha başa gələn və vaxt aparan bir iş olub, lakin elm adamları indi bunu bir anda edə bilirlər. Yeni bir araşdırma, atılan şüşə və silikonla zəngin kömür tullantılarının Flüor Köməkli Flaş (FAF) Coul qızdırması kimi tanınan bir prosesdən istifadə edərək saniyələr ərzində qiymətli SiC nanotellərinə necə çevrilə biləcəyini göstərir. Bu prosesdə sürətli bir elektrik impulsu reaksiya qarışığını dərhal son dərəcə yüksək temperatura qədər qızdırır.

FAF-da flüor əlavələri tullantı şüşədə təbii olaraq tapılan dəmir oksidləri kimi katalitik materialları bir dəqiqədən az müddətdə və təsirli məhsuldarlıqla 96% -ə çatan birölçülü nanotellərin selektiv böyüməsini təmin edən toxum kimi çıxış etməyə təşviq edir. Kompozitlərdə möhkəmləndirici material kimi istifadə edildikdə, SiC nanotelləri sərtlik və aşınmaya davamlılıq təmin etmək baxımından SiC tozlarına nisbətən açıq şəkildə qalib gəldi. Nəticələr Matter jurnalında dərc olunub .

Nanotellərin davamlı bir yolu

SiC, silikon və karbon arasındakı güclü kovalent bağlardan qurulmuş bir keramika materialıdır və bu, onu məlum olan ən sərt materiallardan birinə çevirir və almaz kimi yalnız bir neçə maddədən geri qalır.

İstisna mexaniki möhkəmliyindən əlavə, SiC həmçinin yarımkeçirici sənayesində geniş istifadə olunan geniş zolaqlı materialdır və həddindən artıq temperatur və yüksək gərginliklər altında işləyə bilir.Alimlər tullantı şüşə və digər silikonla zəngin tullantıları morfologiya ilə idarə olunan silikon karbidə sürətlə çevirən yeni bir texnika hazırlayırlar. Mənbə: Matter (2026). DOI: 10.1016/j.matt.2026.102664

SiC nanotelləri toplu SiC-nin bütün xüsusiyyətlərinə və daha çoxuna malikdir. Onların enindən daha uzun olduqları üçün yüksək aspekt nisbətinə malik 1D strukturu onları daha yaxşı istilik keçiriciliyinə və aşınmaya davamlılığa çevirir və sənaye üçün gəlirli bir material halına gətirir.

Lakin, mövcud metodlardan istifadə edərək yüksək keyfiyyətli, morfologiyası idarə olunan SiC nanotellərinin sintezi hələ də bahalı başlanğıc materialları, son dərəcə yüksək temperatur və bahalı katalizatorlar tələb edir ki, bu da bu prosesləri iqtisadi və ekoloji cəhətdən bahalı edir.

Tədqiqatçılar bu məsələləri SiC nanotellərini sintez etmək üçün FAF Joule qızdırmasından istifadə etməklə həll etdilər. Bu prosesdə tullantı şüşə və ya kömür külü kimi silikon mənbələri əvvəlcə toz halına gətirilərək kokain və ya karbon qara kimi karbon mənbəyi ilə qarışdırıldı. Daha sonra qarışığa az miqdarda, təxminən 1% natrium florid şəklində florid əlavə edildi.

Bu qarışıq kiçik bir boruya yerləşdirildi və yüksək güclü elektrik impulsuna məruz qaldı və bu impuls bir dəqiqənin qısa bir hissəsində temperaturu təxminən 2000 °C-yə qədər sürətlə artırdı. Güclü qızdırmadan sonra material sürətlə soyuduldu və bu da SiC nanotellərinin yüksək kristallıq saxlayaraq kubik qəfəsə çevrilməsinə imkan verdi. Proses 78%-ə qədər yüksək nanotel selektivliyi və təxminən 96% silikon məhsuldarlığı yaratdı.SiC-nin morfologiyadan asılı gücləndirilmiş performansı. Kredit: Matter (2026). DOI: 10.1016/j.matt.2026.102664

Tədqiqatçılar elektrik parıltısının müddətini və əlavə edilən flüor miqdarını tənzimləməklə nanotellərin uzunluğunu idarə edə bildilər.

SiC nanotelləri çıxarıldıqdan və təmizləndikdən sonra, komanda onları vinil ester (VE) qətranına daxil edərək kompozit materiallar yaratdı və nanotellər möhkəmləndirici doldurucu kimi xidmət etdi. Daha sonra bu kompozitlər nanotellərin materialın işinə necə təsir etdiyini qiymətləndirmək və bazarda mövcud olan SiC tozları ilə müqayisə etmək üçün bir sıra mexaniki və istilik sınaqlarına məruz qaldı.

Yeni SiC nanotelləri toz nanotellərindən daha yaxşı performans göstərdi. Hətta 1 çəki% yüklənmədə belə, nanotellər Yanq modulunu 41%, sərtliyi 62% və aşınmaya davamlılığı 28% artırdı.

Bu yeni texnikanın faydaları bununla bitmir. FAF Joule qızdırma prosesinin inanılmaz dərəcədə sürətli olması səbəbindən su və enerji istehlakını və nanotel sintez prosesinin karbon qazı tullantılarını təxminən 90% azaltdı.

Tədqiqat, FAF Joule qızdırılmasını karbid nanotellərinin sintezinə sürətli və davamlı bir yanaşma kimi müəyyən edir. Tədqiqatçılar yeni strategiyanın miqyaslandırıla və titan, niobium və bor da daxil olmaqla digər qabaqcıl karbid nanomateriallarına tətbiq oluna biləcəyini vurğulayırlar.

Müəllifimiz Sanjukta Mondal tərəfindən sizin üçün yazılmış, Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Egan tərəfindən faktlar yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmişdir — bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi düşünün (xüsusilə aylıq). Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Nəşr detalları

Yi Cheng və digərləri, Morfologiyası idarə olunan karbid materialları üçün flüorla dəstəklənən flaş Joule qızdırma sintezi, Matter (2026). DOI: 10.1016/j.matt.2026.102664

Jurnal məlumatı: Məsələ 

Əsas anlayışlar

NanostrukturlarYarımkeçiricilər

© 2026 Science X Network