Ymchwil yn dangos sut y gellir defnyddio hen bapurau newydd i dyfu nanodiwbiau carbon

Mae nanodiwbiau carbon yn foleciwlau bach iawn gyda nodweddion ffisegol anhygoel y gellir eu defnyddio mewn ystod enfawr o bethau, megis ffilmiau dargludol ar gyfer arddangosfeydd sgrîn gyffwrdd, electroneg hyblyg, ffabrigau sy'n creu ynni ac antenau ar gyfer rhwydweithiau 5G.  

Mae'r astudiaeth newydd, a gyhoeddwyd yn MDPI Journal C, yn rhoi manylion arbrofion ymchwil a gynhaliwyd i gynhyrchu nanodiwbiau carbon a allai fod â'r potensial i ddatrys rhai o'r problemau sy'n gysylltiedig â'u cynhyrchu ar raddfa fawr megis:-

• Cost uchel paratoi arwyneb addas ar gyfer tyfu gan ddefnyddio cemegau.
• Yr anawsterau wrth uwchraddio'r broses, gan mai prosesau arwyneb twf unigol yn unig a fu ar gael o'r blaen.

Darganfu'r tîm ymchwil fod arwynebedd mawr papurau newydd yn cynnig ffordd wahanol ond eto ffordd ddelfrydol o ddefnyddio cemegau i dyfu nanodiwbiau carbon. 

Meddai'r prif ymchwilydd Bruce Brinson:  "Mae papurau newydd yn cael eu defnyddio mewn proses rholyn i rolyn ar ffurf pentwr sydd felly'n eu gwneud yn opsiwn delfrydol fel arwyneb 2D pentyradwy, rhad lle gellir tyfu nanodiwbiau carbon." 

Fodd bynnag, nid yw pob math o bapur newydd yr un mor dda - dim ond papur newydd a gynhyrchwyd gan ddefnyddio deunydd a wnaed o gaolin, sy'n glai llestri, oedd wedi arwain i nanodiwbiau carbon dyfu.   

Meddai'r cyd-awdur Varun Shenoy Gangoli: "Mae llawer o sylweddau  gan gynnwys talc, carbonad calsiwm, a thitaniwm deuocsid  y gellir eu defnyddio mewn deunydd mewn papurau sy'n ymddwyn fel llanwad i helpu gyda'u lefelau amsugno a thraul. Fodd bynnag, roedd y deunydd caolin, ac nid y deunydd carbonad calsiwm, yn dangos i ni sut mae natur gemegol y swbstrad yn effeithio ar y catalydd twf, sef haearn yn ein hachos ni."  

Meddai Cyfarwyddwr ESRI, Andrew Barron, sydd hefyd yn athro ym Mhrifysgol Rice yn UDA: "Er bod ymchwil flaenorol wedi dangos bod modd cyfosod graffîn, nanodiwbiau carbon a dotiau cwantwm ar amrywiaeth o ddeunyddiau megis gwastraff bwyd, gwastraff llystyfiant, gwastraff anifeiliaid, adar neu bryfed a'u tyfu gan ddefnyddio cemegau ar ddeunyddiau naturiol, hyd yn hyn, mae'r ymchwil hon wedi bod yn gyfyngedig.

"Gyda'n hymchwil newydd, rydym wedi dod o hyd i system llif parhaus sy'n lleihau'n sylweddol gost y swbstrad a'r broses ôl-gyfosod a allai effeithio ar weithgynhyrchu nanodiwbiau carbon wal unigol ar raddfa fawr yn y dyfodol."  

Darllenwch yr ymchwil yn MDPI C Journal of Carbon Research.