ساخت جنگلی از نانولوله‌ های کربنی آرایش یافته با لیزر

پژوهشگران به تازگی به کمک لیزر روشی جدید برای ساخت جنگلی از نانولوله‌ های کربنی جهت به کارگیری در کاربردهای ویژه‌ای همچون حسگرها یا مدارهای الکتریکی ابداع کرده‌اند.

به گزارش مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت)؛ نانولوله‌های کربنی اگرچه ابعاد بسیار کوچکی دارند و حتی تشخیص آن‌ها از دیگر دگرشکل‌های کربن همچون ذغال، کار بسیار دشواری است ولی نانولوله‌های کربنی در عمل و کاربرد غول‌های بی رقیبی هستند که هر بیننده‌ای را با خواص خارق العاده خود شگفت زده می‌کنند! از حسگرهای فساد مواد غذایی بگیرید تا افزایش مقاومت فلزات برابر تابش‌های رادیواکتیو یا حتی از بین بردن سلول‌های سرطانی هر یک از خواص خارق العاده نانولوله‌های کربنی را می‌توان به شیوه‌ای منحصربه فرد به کار گرفت.

البته به کارگیری آن‌ها به این سادگی‌ها هم نیست، تصور کنید می‌خواهید با موجودی کار کنید که شعاع آن ۵۰۰۰۰ بار از شعاع موی انسان کمتر است، مطمئن باشید کار ساده‌ای نخواهد بود! به همین دلیل دانشمندان در دانشگاه پوردو راه حلی پیدا کرده‌اند که به وسیله‌ی آن می‌توان نانولوله‌های کربنی را به وسیله‌ی پالس‌های الکتریکی و گرداب‌های ایجاد شده توسط لیزر به خط کرد.

روشی که آن‌ها برای کار کردن با نانولوله‌های کربنی برگزیده‌اند از دو مرحله تشکیل شده است. در مرحله نخست، با بهره گیری از روشی که به آن الگوسازی الکتروسینتیکی گفته می‌شود نانولوله‌های کربنی به صورت آرایش یافته و عمودی در می‌آیند. در این مرحله، دو الکترود که هر یک از جنس ماده‌ای رسانا و شفاف از جنس آلیاژ اکسید روی و ایندیم ساخته شده‌اند، سوسپانسیون ذرات معلق نانولوله‌های کربنی را در برمی‌گیرند و با ایجاد میدان الکتریکی، نانولوله‌ها درون آب بر می‌خیزند! و به خط می‌شوند. در این حالت دانشمندان با اعمال قدرت جریان‌های متفاوت درون مایع می‌توانستند تعداد نانولوله‌هایی را که تحت تاثیر میدان قرار می‌گرفتند کنترل کنند.

در مرحله دوم، یک لیزر فروسرخ به آب تابانده می‌شد تا با گرم کردن آن و ایجاد یک گردابه‌ی دونات شکل درون آن نانولوله‌ها را انتقال داده و آن‌ها را به شکل دلخواه در بین صفحات ITO قرار دهد. چنین جایگیری دقیق و کنترل شده‌ای از نانولوله‌های کربنی به ویژه در کاربردهایی همچون ساخت انواع حسگرها، مدار‌های الکتریکی و میکروچیپ‌ها بسیار مهم و ضروری است.

در حقیقت با این روش می‌توان از گروهی از نانولوله‌های کربنی که به صورت آرایش یافته و عمود در آمده‌اند جنگلی از نانولوله‌های کربنی آرایش یافته و قرار گرفته در کنار هم ساخت. در این پژوهش از نانولوله‌های چند دیواره بهره گرفته شده است که ضخامتی در حد چند اتم کربن دارند هر چند می‌توان از نانولوله‌های تک دیواره نیز برای این کار استفاده کرد. پژوهشگران معتقدند که چنین روش دستکاری می‌تواند در آینده برای ساختارهای دیگری همچون نانوسیم‌ها یا نانومیله‌ها هم به کار برده شود.

حاصل این پژوهش علاوه بر اینکه در اداره ثبت اختراعات آمریکا به ثبت رسیده است، در مجله‌ی علمیMicrosystems and Nanoengineering نیز منتشر شده است.

منبع: zoomit