تولید نانولوله با قطر و تقارن از پیش تعیین شده
قلب صنعت کامپیوتر به سیلکونی ولی ( دره سیلیکون) شهرت دارد که این نامگذاری هم دلیلی دارد. از دهه 1960 تراشه‌های کامپیوتری از سیلیکون ساخته شده‌اند. اخیرا محققان دانشگاه فلوریدای جنوبی نشان دادند که نانولوله‌های کربنی می‌تواند جایگزین سیلیکون شود. آنها روشی برای تولید نانولوله‌های کربنی با قطر و تقارن مشخص ارائه کردند.
دانشمندان و متخصصان صنعت الکترونیک طی چند سال گذشته روی نانولوله‌های کربنی کار کرده‌اند که از آن برای ساخت ترانزیستور استفاده کنند با این کار نانولوله جایگزین سیلیکون می‌شود. در سال 1998 اولین ترانزیستور نانولوله کربنی در دانشگاه دلفت هلند ساخته شد. نانولوله‌های کربنی دارای پتانسیل بالایی بوده و از آنها می‌توان در تولید ترانزیستورهای سیلیکونی کم‌مصرف، کوچک‌تر و سریع‌تر استفاده کرد.
دلیل این که چرا تا کنون از نانولوله‌های کربنی در ساخت کامپیوترها استفاده نشده این است که تولید کنترل شده نانولوله‌های کربنی دشوار است. دانشمندان دشواری‌های زیادی برای تولید کنترل شده نانولوله‌ها برای رسیدن به محصولی با قطر مشخص و تقارنی از پیش تعیین شده، داشته‌اند. این دو فاکتور، پارامترهای مهمی در تعیین خواص مکانیکی و الکتریکی نانولوله‌ها است.
برای این که مقوله تقارن شفاف‌ترشود به این مثال توجه کنید: یک برگ کاغذ را بردارید و آن را به‌صورت لوله‌ای در آورید، این لوله دارای نوعی تقارن است. حال اگر همین ورق را کمی زاویه لوله کنید، لوله به‌دست آمده دارای تقارن متفاوتی خواهد بود. ورق مورد استفاده در این مثال، یک ورق از اتم‌های کربن است و لوله حاصل، نانولوله کربنی است.
یک تیم تحقیقاتی به رهبری چونگوو ژو از مدرسه مهندسی دانشگاه فلوریدای جنوبی به همکاری مینگ ژنگ از موسسه ملی استاندارد و فناوری آمریکا این مشکل را حل کردند. آنها روشی ارائه کردند که با استفاده از آن می‌توان نانولوله‌های کربنی با قطر و تقارن مشخص تولید کرد.
http://pnu-club.com/imported/2013/01/126.jpg
ژو می‌گوید کنترل تقارن نانولوله‌های کربنی رویای دانشمندان بوده است که اکنون این رویا به حقیقت پیوسته است. ژو و همکارانش نتایج کار خود را به‌صورت پتنت در آورده و بخشی از نتایج به‌دست آمده را در قالب مقاله‌ای در نشریه Nature Communications به چاپ رسانده‌اند.
نانولوله‌های کربنی معمولا با استفاده از روش رسوب شیمیایی از فاز بخار تولید می‌شوند که در آن یک گاز به محفظه خلاء پمپ می‌شود در این محفظه زیرلایه‌ای وجود دارد که روی آن نانوذرات فلزی به‌صورت کاتالیست قرار دارند. نانولوله‌های کربنی روی این ذرات کاتالیستی ایجاد می‌شوند. برخی از محققان معتقدند که قطر نانولوله‌های کربنی به اندازه نانوذرات مورد استفاده در زیرلایه بستگی دارد. با این حال تلاش دانشمندان برای تعیین تقارن نانولوله‌های کربنی تولید شده بدون نتیجه باقی مانده است.
این گروه تحقیقاتی به‌جای استفاده از نانوذرات به‌عنوان کاتالیست، از نانولوله‌های کربنی که دارای تقارن مشخصی است استفاده کردند. با این کار نانولوله‌های به‌دست آمده دارای تقارن مشخصی خواهند شد.
|
