دانشمندان به ابداع روشي براي كنترل قطر نانولوله‌هاي كربني موفق شدند

يك گروه تحقيقاتي روشي را براي كنترل قطر نانولوله‌هاي كربني و كاهش قطر تا نزديك صفر نانومتر ابداع كرده‌اند.

به گزارش سرويس «فن‌آوري» خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)، اين توانايي جديد و مفيد توسط دانشمندان دانشگاه كاليفرنيا در بركلي و آزمايشگاه ملي Lawrence Berkeley طراحي شده و نانولوله‌هاي كربني را قادر مي‌سازد كه در فن‌آوري‌هاي جديد به راحتي مورد استفاده قرار گيرند.

Tom Yuzvinsky فيزيكدان دانشگاه كاليفرنيا مي‌گويد: يكي از بزرگترين موانع در به كارگيري نانولوله‌هاي كربني، فقدان كنترل اندازه آنها بوده است.

وي اضافه مي‌كند: اكنون ما مي‌توانيم قطر نانولوله‌هاي كربني را با دقت تنظيم كنيم و در نتيجه ادوات نانومقياسي را براي حل مشكلات خود بسازيم.

خواص فيزيكي و الكتريكي استثنايي نانولوله‌هاي كربني، مانند استحكام عالي و هدايت بسيار خوب آنها، باعث شده اين مواد به عنوان اساس برخي ادوات نانومقياس مانند ترانزيستورها و حسگرها مورد استفاده قرار گيرند.

از آنجايي كه اين خواص وابسته به اندازه نانولوله‌ها هستند و روش‌هاي كنترل دقيق اندازه آنها قابل اطمينان نيستند، بهره‌گيري كامل از نانولوله‌هاي كربني، آن طوري كه مدنظر محققان است، در فناوري‌هاي جديد امكان‌پذير نبوده است.

yuzvinsky و همكارانش گام مهمي به سوي تغيير اين شرايط برداشته‌اند. آنها كار را با نانولوله كربني چندلايه (چهار ديواره) آغاز كردند. اين گروه ولتاژ مشخصي را با دقت بر نانولوله وارد كردند كه باعث شد، دو ديوارة بيروني به صورت الكتريكي تجزية شده و از بين بروند؛ سپس اين نانولوله‌ نازك شده در معرض بمباران پرتوهاي الكتروني پرانرژي قرار مي‌گيرد، و اين بمباران موجب خارج شدن اتم‌هاي كربن از ديواره نانولوله مي‌گردد كه در نهايت موجب ايجاد فضاي خالي و نقص در ساختار اتمي آن مي‌شود.

هم زمان با اين كار اين گروه جرياني را از ميان نانولوله عبور دادند كه موجب گرم شدن نانولوله مي‌شود تا حدي كه فضاي خالي و نقص ساختار آن به واسطه تغيير شكل خودبه‌خودي آن به شكل نازك‌تر و به ساختاري تقريباً عاري از نقص ترميم مي‌گردد. تكرار اين فرآيند باعث چروكيده شدن تدريجي و كنترل شده نانولوله در چند دقيقه مي‌شود.

به گزارش ايسنا از ستاد ويژه توسعه فن‌آوري نانو، yuzvinsky و همكارانش هنگام كاهش قطر آن با دقت جريان عبوري از ميان نانولوله را تنظيم مي‌كردند تا افزايش مقاومت الكتريكي آن را ره‌گيري كنند.

در اين جا دومين نتيجه مهم و جالب توجه اين كار به دست ‌آمد: هدايت (رسانايي) نانولوله‌ كربني چند ديواره مستقيماً متناسب با قطر آن است. اين موضوع برخي از نتايج غيرمنتظره در مطالعات رسانايي الكتريكي نانولوله‌هاي كربني را توجيه مي‌كند.

اين محققان با استفاده از ميكروسكوپ TEM كه تصاويري با جزئيات كامل از نانولوله ارائه مي‌دهد، اين تغييرات را دنبال كردند و بالاخره دريافتند كه نانولوله كربني كم عرض مي‌شود (كمتر از يك نانومتر) به حدي كه ديواره داخلي شكسته شده و دو قطعة نانولوله كه با پل‌ ناپايداري از اتم‌هاي كربن به هم متصل‌اند، ازهم جدا مي‌شوند.

خبرگزاري دانشجويان ايران

موتور جستجوی انحصاری نشریات سی. پی. اچ.