1
ستاد ویژه توسعه فناوری نانو Iran Nanotechnology Initiative Council بستن
  • ستاد ویژه توسعه فناوری نانو

  • بانک اطلاعات شاخص های فناوری نانو

  • سایت جشنواره فناوری نانو

  • سیستم جامع آموزش فناوری نانو

  • شبکه آزمایشگاهی فناوری نانو

  • موسسه خدمات فناوری تا بازار

  • کمیته استانداردسازی فناوری نانو

  • پایگاه اشتغال فناوری نانو

  • کمیته نانو فناوری وزارت بهداشت

  • جشنواره برترین ها

  • مجمع بین المللی اقتصاد نانو

  • اکو نانو

  • پایگاه اطلاع رسانی محصولات فناوری نانو ایران

  • شبکه ایمنی نانو

  • همایش ایمنی در نانو

  • گالری چند رسانه ای نانو

  • تجهیزات فناوری نانو

  • صنعت و بازار

  • باشگاه نانو

آیا نانولوله‌های کربنی در دمای محیط ابررسانا خواهند شد؟

موضوع : علم و پژوهش کلمات کلیدی : محاسبات و شبیه سازی - نانولوله‌ کربنی - ابررسانا تاریخ خبر : 1396/10/28 تعداد بازدید : 251

پژوهشگران روسی با انجام محاسباتی نشان دادند که در چه شرایطی نانولوله‌های کربنی تک‌جداره می‌توانند ابررسانا شوند. نتایج این پروژه نشان داد که در دماهای بالاتر از صفر مطلق نیز نانولوله‌های کربنی تک‌جداره می‌توانند ابررسانا شوند.

محققان دانشگاه اورال فدرال و پژوهشگرانی از دانشگاه ایالتی مسکو با انجام محاسباتی نشان دادند که در دمایی خاص، نانولوله‌های کربنی تک‌جداره خاصیت ابررسانایی دارند. این گروه با روش‌های محاسباتی چگونگی افزایش رسانایی را در نانولوله کربنی نشان دادند. این یافته‌ی محققان مسیرهای تازه‌ای در حوزه‌ی مواد ابررسانا باز می‌کند.
مواد ابررسانا قابلیت هدایت الکتریسیته را دارند؛ بدون این که مقاومت در آن‌ها افزایش یابد. از این مواد ابررسانا می‌توان در حوزه‌های مختلف نظیر قطارهای برقی و مغناطیس‌سنج‌های حساس استفاده کرد.
تاکنون بزرگترین مشکل با ابررسانایی این بوده که معمولاً خاصیت ابررسانایی در دماهای پایین، نزدیک به صفر مطلق، اتفاق می‌افتد. اگر ماده‌ای در دمای منفی 70 درجه سانتیگراد ابررسانا باشد، یک رکورد محسوب می‌شود. سولفید هیدروژن که زیر فشار بسیار بالا یخ زده، در دمای منفی 70 درجه سانتیگراد ابررسانا است.
چی هو وانگ از محققان این پروژه می‌گوید: «ابررسانایی در دمای اتاق رویایی برای انسان است. درصورت وجود چنین ماده‌ای، تلفن همراه شما نیاز به شارژ ندارد و الکتریسیته به‌صورت دائمی در آن جریان دارد.»
چیدمان اتم‌ها در نانولوله‌های کربنی تعیین کننده‌ی رفتار الکتریکی آن‌ها است. در واقع جهت‌گیری شش ضلعی‌های موجود روی نانولوله‌ کربنی عامل تعیین کننده در رسانایی نانولوله‌ است. البته افزودن برخی ترکیبات به نانولوله‌ها، می‌تواند هدایت الکتریکی آن‌ها را تغییر دهد.
در نانولوله‌های کربنی در دمای نزدیک صفر مطلق، الکترون‌ها تشکیل جفت کوپر می‌دهند. در غیاب انحناء، جفت کوپر تشکیل نشده و ابررسانایی نیز به‌وجود نمی‌آید.
این گروه نشان دادند در صورتی که نانولوله‌های کربنی تک‌جداره روی هم چیده شوند، جفت‌های کوپر پایدار شده و ابررسانایی ایجاد می‌شود. هر چند برای چیدمان نانولوله‌ها روی هم نیز به دمای پایین نیاز است و دما تنها 15 درجه بالاتر از صفر مطلق است.
برای حل این مشکل محققان یک رشته سیم کربنی درون نانولوله‌ها قرار دادند. این رشته تشکیل پیوند نداده بلکه موجب تغییر شکل هندسی لوله می‌شود. با این تغییر، دمای ابررسانایی 45 درجه افزایش می‌یابد.
نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان Superconductivity in ultra-thin carbon nanotubes and carbyne-nanotube composites: An ab-initio approach در نشریه Carbon به‌ چاپ رسیده است.
مقالات آموزشی مرتبط