Нанотрубки вулканического происхождения

C момента открытия углеродные нанотрубки (УНТ) нашли свое применение во многих областях науки и техники. Тем не менее, использование УНТ в промышленных масштабах ограничивается высокой стоимостью их производства.

Ситуация с малой доступностью УНТ может измениться в скором времени благодаря работам исследователей Института Фрица Габера в Берлине. Данг Шенг Су (Dang Sheng Su) с соавторами использовали образцы вулканических пород со склонов действующего вулкана Этна для получения УНТ и углеродных нановолокон (УНВ) простым осаждением из газовой фазы.

Было выяснено, что микрочастицы оксидов железа природного происхождения, находящиеся в составе застывшей лавы, представляют собой эффективный прекатализатор, использование которого может привести к созданию более удобного производства УНТ. Исследователи дисперировали образец породы обработали его водородом при 700 градусах Цельсия, восстановив оксиды до наночастиц металлического железа.

При пропускании газообразных водорода и этилена над полученной пудрой наночастицы железа катализируют распад этилена до свободного углерода, оседающего на поверхности «восстановленной» лавы в виде УНТ и УНВ. Ученые из Берлина отмечают, что их метод получения наноструктур углерода основан на применении доступного в больших количествах прекатализатора, каталитически активное железо не загрязняет УНТ и УНВ, что автоматически исключает стадию очистки аллотропных модификаций углерода от частичек катализатора.

Работа группы Су интересна также и с точки зрения геохимии. Вулканическая деятельность в условиях добиотической (безкислородной) атмосферы Земли могла производить метан и водород, а это, в свою очередь ставит вопрос – не могли ли УНТ и УНВ образовываться на Земле миллиарды лет назад.

Источник: Angew. Chem. Intern. Ed., 2007.