Группа ученых из Рочестерского университета (США) продемонстрировала технологию получения платиновых нанопроволок рекордной длины.

Созданные исследователями опытные образцы имеют около 10 нм в диаметре, а их длина достигает нескольких сантиметров.

Предложенная технология основывается на процессе электропрядения - одном из способов получения тончайших волокон из жидкостей под воздействием электрического поля (физические принципы и техническая реализация процесса подробно описаны в статье А. А. Шутова и Е. Ю. Астахова, опубликованной в "Журнале технической физики"). Созданные нанопроволоки, как предполагают ученые, найдут свое применение в качестве катализаторов в топливных элементах.

Заметим, что в существующих топливных элементах катализаторами обычно служат наночастицы платины (в этом случае максимально увеличивается рабочая поверхность, а с ней и коэффициент преобразования энергии). С реализацией такого подхода связано несколько проблем. Во-первых, при контакте друг с другом наночастицы могут объединяться, уменьшая общую площадь поверхности. Во-вторых, углеродная матрица, которая используется для удержания наночастиц, со временем окисляется, а частицы смещаются из первоначального положения и выбывают из цикла преобразования.

Платиновые нанопроволоки с бусинками (изображение получено авторами исследования)

По словам одного из авторов исследования Джеймса Ли (James C. M. Li), платиновые нанопроволоки помогут производителям топливных элементов избежать указанных проблем. Наночастицы, из которых формируются проволоки, надежно закреплены и не требуют дополнительных средств поддержки. Задача сохранения максимальной площади рабочей поверхности (в случае проволок потери выражаются в образовании нежелательных утолщений) также была успешно решена группой профессора Ли. "Поскольку платина очень дорога, при создании топливных элементов необходимо по максимуму использовать имеющийся в распоряжении материал, - отметил г-н Ли. - Мы тщательно проанализировали пять параметров, влияющих на образование "бусинок" на проволоках, и смогли получить нанопроволоки, диаметр которых на всем протяжении практически не изменяется".

В настоящий момент исследователи занимаются регулировкой лабораторного оборудования, планируя сформировать еще более длинные нанопроволоки. "Затем мы построим топливный элемент и продемонстрируем нашу технологию в действии", - заключает Джеймс Ли.

Полная версия отчета ученых опубликована в журнале Nano Letters.