Superzuur moet industriële verwerking mogelijk maken

Enkelwandige koolstofnanobuisjes lossen in chloorsulfonzuur zó goed op dat je zo’n oplossing kunt verwerken alsof het gesmolten kunststof is. Dat opent ongekende perspectieven voor grootschalige industriële toepassing van die buisjes, suggereren onderzoekers van Rice University (VS) en Technion-Israël op de website van Nature Nanotechnology.

De publicatie vormt de bekroning op een 9 jaar durende zoektocht naar een manier om koolstofnanobuisjes industrieel verwerkbaar te maken. Een van de 18 auteurs is Nobelprijswinnaar Richard Smalley, die precies 10 jaar geleden de eerste reactor uitvond waar nanobuisjes in industriële hoeveelheden uit kwamen. Smalley is inmiddels alweer 4 jaar dood.

In 2003 ontdekte de vakgroep al dat grote aantallen nanobuisjes zijn te suspenderen in sterke zuren zoals zwavelzuur, waarna je er vezels van kunt spinnen. Het proces heeft veel weg van de manier waarop polyester- of Twaronvezels worden gesponnen uit de smelt.

Alleen losten de buisjes nooit écht in het zuur op. De afgelopen jaren zijn dan ook systematisch alle mogelijke zuren uitgeprobeerd, in diverse concentraties, in de hoop een écht solvent te vinden. Daarbij moesten bovendien geheel nieuwe experimentele technieken worden ontwikkeld waarmee je überhaupt het verschil kunt zien tussen een oplossing of een suspensie van nanobuisjes in een extreem corrosief oplosmiddel. Wat in Israël uiteindelijk gelukt is door de vloeistof in te vriezen en bij zeer lage temperatuur onder een elektronenmicroscoop te leggen.

Het bewijs is nu geleverd dat chloorsulfonzuur wél een ‘echt’ nanobuisjes-oplosmiddel is. Je kunt tot 0,5 gewichtsprocent nanobuisjes gaan, een factor 1000 meer dan met andere zuren lukte. Bij hogere concentraties krijg je een vloeibaar kristallijne fase waar je vezels of folie van kunt maken met een controleerbare morfologie.

Nadeel is wel dat chloorsulfonzuur een tamelijk onaangename stof is om mee om te gaan.

bron: Rice University