نانولوله‌های کربنی؛ محافظ نانوذرات فلزی

پژوهشگران دانشگاه لرستان، با اصلاح نانولوله‌های کربنی، توانستند به نانومواد هیبریدی جدیدی که شامل نانوذرات فلزی تثبیت شده روی نانولوله‌های کربنی هستند، دست یابند.

نتایج همایش نهایی پروژه NanoCap

 پژوهشگران دانشگاه لرستان، با اصلاح نانولوله‌های
کربنی، توانستند به نانومواد هیبریدی جدیدی که شامل نانوذرات فلزی تثبیت
شده روی نانولوله‌های کربنی هستند، دست یابند.

نانولوله‌های کربنی به علت اندازه کوچک، مساحت سطح بالا، وجود حفره توخالی
و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی بی‌نظیرشان، به عنوان بسترهای نانوذرات فلزی در
تهیه کاتالیست‌های هتروژن مؤثر بوده و قابل استفاده مجدد برای تعدادی از
واکنش‌های آلی مفید هستند. بزرگترین عیب نانولوله‌های کربنی پایین بودن
حلالیت این مواد است که باعث کاهش واکنش‌پذیری شیمیایی آنها می‌شود.
بنابراین اصلاح سطح نانولوله‌ها‌ی کربنی با مولکول‌ها یا ماکرومولکول‌های
مختلف مانند پلیمرها، نه تنها باعث کاهش تجمع آنها می‌شود، بلکه می‌تواند
خواص و ساختار آنها را تا حد زیادی اصلاح نماید.

دکتر محسن عادلی در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه توسعه فناوری نانو
گفت: «اصلاح نانولوله‌های کربنی با استفاده از پلی‌‌سیتریک اسید موجب تولید
مواد هیبریدی جدید با خصوصیات جالب می‌گردد. حضور مواد آب‌دوست پلی‌سیتریک
نیز می‌تواند باعث ایجاد حلالیت نانولوله‌های کربنی و کاهش تجمع آنها شود و
می‌توان از آنها به عنوان پایه نانوذرات فلزی در واکنش هک استفاده کرد».

اصلاح نانولوله‌های کربنی به دو روش اتصال غیرکووالانسی و کوالانسی انجام
می‌‌شود. اتصال غیرکوالانسی شامل برهمکنش فیزیکی بین نانولوله کربنی و
مولکول‌های مختلف است. در صورتی که، اتصال کووالانسی اصلاح سطح نانولوله در
نتیجه پیوندهای شیمیایی بوده که این اتصال به سطح نانولوله‌های کربنی به دو
روش grafting to و grafting from انجام می‌شود.

عضو هیئت علمی دانشگاه لرستان ابراز داشت: «در این کار، نانولوله‌های کربنی
با استفاده از اسید، عامل‌دار شده و سپس سیتریک روی سطح آنها پلیمریزه و
ماده هیبریدی تولیدی که شامل یک هسته نانولوله‌ای و لایه پلی‌سیتریک است،
حاصل شده است. این نانوماده‌های هیبریدی قادر به حمل نانوذرات فلزی مانند
نانوذرات نقره و پالادیم هستند».

در این پژوهش، نانومواد هیبریدی شامل یک هسته نانولوله‌ای و لایه
پلی‌سیتریک شده است که در ادامه سیستم‌های MWCNT-COOH-PdCl2 , ,MWCNT-DPN
MWCNT-g-PCA-PdCl2 و MWCNT-g-PCA-EPN تهیه و برای کاتالیزکردن واکنش
اتیل‌آکریلات با یدوبنزن در حلال‌های آب و DMF استفاده شده است. گفتنی است
این نانومواد هیبریدی کاربردهای وسیعی از دارورسانی گرفته تا
نانوکاتالیست‌ها دارند. جزئیات این پژوهش در مجله Polymer (جلد۵۰، صفحات
۳۵۲۸–۳۵۳۶، سال ۲۰۰۹)
منتشر شده است.