التصنيع العام للأنابيب النانوية المعقدة بواسطة تقنية الخيوط الكهربائية المتدرجة والتكسير المنضبط

تركيزت الجهود بشكل كبير على الأسلاك النانوية والأنابيب النانوية في تخزين الطاقة وتحويل الطاقة الشمسية بسبب خصائصها الفريدة. ومع ذلك، بسبب قيود الطرق الاصطناعية، فقد تم تصنيع معظم الأنابيب النانوية غير العضوية، وخاصة لأكاسيد العناصر المتعددة وأكاسيد المعادن الثنائية، بشكل نادر. هنا، نصمم طريقة الخيوط الكهربائية المتدرجة والتكسير المنضبط لتركيب هياكل نانوية بُعد واحد قابلة للتحكم، بما في ذلك الأنابيب النانوية المسامية، والأنابيب النانوية الشبيهة بالبازلاء والأسلاك النانوية المستمرة. النقطة الأساسية في هذه الطريقة هي توزيع الجزيئات ذات الوزن الجزيئي المنخفض/المتوسط/العالي من البولي (فينيل كحول) خلال عملية الخيوط الكهربائية. يتم توسيع هذه التقنية البسيطة إلى مجموعة متنوعة من أكاسيد العناصر المتعددة غير العضوية، وأكاسيد المعادن الثنائية، وأكاسيد المعادن الأحادية. من بينها، فإن أنابيب Li3V2(PO4)3 و Na0.7Fe0.7Mn0.3O2 و Co3O4 المسامية تعرض أداءً كيميائيًا كهربائيًا فائق الاستقرار عند استخدامها في بطاريات أيونات الليثيوم وبطاريات أيونات الصوديوم والمكثفات الفائقة، على التوالي. نحن نعتقد أن مجموعة واسعة من المواد الجديدة المتاحة من تقنية الخيوط الكهربائية المتدرجة والتكسير قد تؤدي إلى مزيد من التطورات في البحث عن أنظمة بُعد واحد.