اندازه‌گیری طول و قطر نانولوله‌ها با اولتراسونیک

یک گروه تحقیقاتی از مؤسسه فناوری و فیزیک مسکو (MIPT) روشی ارائه کردند که با استفاده از آن طول و قطر نانولوله‌ها و نانوالیاف معلق در آب را می‌توان اندازه‌گیری کرد.
در این پروژه، محققان از امواج اولتراسونیک در محلول حاوی نانولوله‌های کربنی استفاده کردند تا طول و ضخامت آن را به دست آورند. از این روش می‌توان برای اندازه‌گیری هر نانوساختاری استفاده کرد.
ویکتور ایوانوف از محققان این پروژه می‌گوید: «این روش برای تعیین طول و قطر نانوساختارها با ترکیب شیمیایی دلخواه قابل استفاده است. در این پروژه از نانومواد کربنی استفاده کردیم چرا که این مواد کاربرد زیادی دارند.»
با تهیه محلول کلوئیدی با ذرات توزیع شده که به هم نچسبیده باشند، لازم است که ابعاد ذرات به دقت تعریف شده باشند. این اطلاعات برای کنترل نانومواد در محلول ضروری هستند. این گروه تحقیقاتی تصمیم گرفتند که از اولتراسونیک برای اندازه‌گیری قطر نانولوله‌ها استفاده کنند. در حالی که اولتراسونیک از میان محلول عبور می‌کند، ابعاد ذرات را می‌توان با تضعیف میزان امواج به دست آورد. ابعاد ذرات غوطه‌ور در محلول، روی میزان تضعیف امواج اولتراسونیک مؤثر است. پیش از این محققان از اولتراسونیک برای اندازه‌گیری قطر نانوذرات کروی استفاده کرده‌ بودند، اما این روش تاکنون برای محاسبه طول نانولوله‌ها استفاده نشده بود.
ابتدا محققان قطر نانولوله‌های کربنی را برای نانولوله‌هایی که کاملاً موازی هم قرار دارند، محاسبه کردند. در عمل نانولوله‌ها موازی نیستند و جهت‌گیری‌های مختلفی دارند. با انجام محاسباتی محققان موفق شدند میزان این اختلاف را محاسبه کنند. این گروه آزمایش‌های خود را در یک لوله لاستیکی انجام دادند؛ نانولوله‌ها به یک سمت جهت‌گیری کرده بودند. سپس این روش را روی محیط دیگری که نانولوله‌ها جهت‌گیری مختلفی دارند، آزمایش و نتیجه را مقایسه کردند.
ایوانوف می‌گوید: «ما این روش را برای اندازه‌گیری نانوساختارهای سیلندری شکل مورد استفاده قرار دادیم؛ موادی که طول آنها بیشتر از قطرشان است. ما معتقدیم که این روش را می‌توان برای ساختارهای مشابه نیز به کار برد.»
نتایج این پروژه در نشریه journal Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects منتشر شده‌است.