FOM-persbericht, 28 november 2013 For English, please see the attached document Koolstof nanostructuren groeien onder extreem deeltjesbombardement Nanostructuren, zoals grafeen en koolstof nanobuizen, kunnen ontstaan in veel extremere plasma-omstandigheden dan voorheen gedacht. Plasma's (hete, geladen gassen) worden nu al veel gebruikt om interessante nanostructuren te maken. In het wetenschappelijke vakblad Carbon laat FOM-promovendus Kirill Bystrov zien dat koolstof nanostructuren ook ontstaan bij veel extremere condities dan die normaal gesproken voor dit doeleinde worden gebruikt. DIFFER's opstelling Pilot-PSI is gebouwd om wandmaterialen bloot te stellen aan plasma's die in toekomstige fusiereactoren zullen woeden. Dit soort plasma's zijn tienduizend maal intenser dan de plasma's die normaliter worden gebruikt voor de constructie van nanomaterialen. Met Pilot-PSI bewees Bystrovs internationale team dat deze extreme omgeving onverwachte mogelijkheden biedt om nanostructuren te maken. Buiten evenwicht Plasma's bieden grote voordelen voor gecontroleerde productie van geavanceerde materialen. In een plasma zijn ionen en elektronen ver buiten thermisch evenwicht te brengen. Depositieprocessen kunnen onder die omstandigheden geheel anders verlopen dan wanneer er wel sprake is van een thermisch evenwicht. Bij de veelgebruikte techniek van plasma geassisteerde chemische damp depositie (PECVD) bepalen de plasmadichtheid en de hoeveelheid aangevoerd materiaal (koolstof) welke nanostructuren er ontstaan. Hoe verder een plasma van thermisch evenwicht afwijkt, hoe exotischer de structuren die ontstaan. Variatie Nadat ze diverse materialen zoals wolfraam, molybdeen en grafiet blootstelden aan een plasma met koolstoftoevoer, ontdekte het team van Bystrov een laag vol uitheemse koolstof nanostructuren: meerwandige of extra lange nanobuizen, bloemkoolachtige structuren en lagen grafeen. Variëren met parameters als de plasmadichtheid, temperatuur en samenstelling leverde steeds andere structuren. Bystrov: "Het was erg verrassend dat een enorm deeltjesbombardement zoals aan de rand van een fusiereactor zulke tere structuren oplevert." De invloed van het materiaal waarop de gevormde structuren aangroeien, blijkt onverwacht klein: bij alle drie de geteste oppervlakken verschijnen dezelfde soorten structuren. Veelzijdige machines Met het onderzoek hebben Bystrov en zijn collega's nog geen concurrent voor de PECVD-techniek in handen. "Het gaat ons erom te laten zien dat je bij interessante processen kunt laten verlopen in tot tienduizend maal intensere omgevingen dan je zou verwachten", schetst Bystrov in zijn publicatie. Onderzoeksleider dr. Greg De Temmerman van het Plasma Surface Interactions-team bij DIFFER: "We hebben deze experimenten opgebouwd om te onderzoeken wat er gebeurt met de wandmaterialen in toekomstige fusiereactoren. Dit onderzoek bewijst dat de omstandigheden in Pilot-PSI en zijn grote broer Magnum-PSI ook interessant zijn tot ver buiten de fusiegemeenschap. Het zijn enorm veelzijdige machines." =================================================================== Voor de redactie Contact Kirill Bystrov, MSc, promovendus plasma-wand-interactie, +31 (0)30 609 69 30 Dr. Greg De Temmerman, onderzoeksleider plasma-wand-interactie, +31 (0)30 609 69 44 Gieljan de Vries, MSc, hoofd voorlichting FOM-instituut DIFFER, +31 (0)30 609 69 02 Afbeeldingen Carbon nanostructures.jpg – Zelfs bij een plasmabombardement dat tienduizend maal intenser is dan de standaard productiemethode kunnen koolstof nanostructuren zoals deze ontstaan. Credit: K.Bystrov / DIFFER. Pilot-PSI H-plasma.jpg - In de opstelling Pilot-PSI kunnen onderzoekers materialen blootstellen aan extreme omstandigheden, zoals die zullen heersen bij de wand van toekomstige fusiereactoren. Credit: DIFFER. Referentie Spontaneous synthesis of carbon nanowalls, nanotubes and nanotips using high flux density plasmas, Carbon, 28 november 2013. DOI: 10.1016/j.carbon.2013.11.051 Over DIFFER Het Dutch Institute for Fundamental Energy Research DIFFER is een van de drie onderzoeksinstituten van Stichting FOM en is onderdeel van NWO. DIFFER onderzoekt energieopwekking uit kernfusie en energieopslag in solar fuels, ontwikkelt high-tech infrastructuur en heeft een nationaal faciliterende rol in het funderend energieonderzoek. =================================================================== Als u geen prijs stelt op de persberichten van de Stichting FOM en u wilt uit het adressenbestand verwijderd worden, stuur dan een mail met uw gegevens naar info@xxxxxx. Public Information Office | Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie (FOM) | Foundation for Fundamental Research on Matter (FOM) | PO Box 3021 - 3502 GA Utrecht - The Netherlands | Van Vollenhovenlaan 659 - 3527 JP Utrecht - The Netherlands | t: +31 (0)30 600 12 11 | f: +31 (0)30 601 44 06 | e: info@xxxxxx| w: http://www.fom.nl | Think before you print! The Foundation for Fundamental Research on Matter (FOM) is part of the Netherlands Organisation for Scientific Research (NWO). Follow FOM: Twitter | Facebook | Linkedin | YouTube
Attachment:
Carbon nanostructrures 1.jpg
Description: JPEG image
Attachment:
Carbon nanostructrures 2.jpg
Description: JPEG image
Attachment:
Pilot-PSI H-plasma.JPG
Description: JPEG image
Attachment:
Press release 28 November.pdf
Description: Binary data
