روشی بی‌نیاز از سورفاکتانت برای تولید نانوذرات

پژوهشگران دانشگاه رودن روسیه فناوری جدیدی برای سنتز نانوکره‌های پلیمری ارائه کردند. این روش به سورفاکتانت نیاز نداشته و می‌توان با آن نانوذرات با ابعاد از پیش ‌تعیین شده به‌دست آورد.

نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان Facile surfactant-free synthesis of polybenzoxazine-based polymer and nitrogen-doped carbon nanospheres در نشریه‌ی Polymer Chemistry منتشر شده‌است.

نانوذرات برای استفاده در صنعت باید ابعاد مشخص و یکسانی داشته باشند که این کار هم در مقیاس آزمایشگاهی و هم صنعتی چالش‌برانگیز است. از این رو رافائل لوک و همکارانش از چین و پاکستان روش ساده‌ای برای سنتز نانوکره‌های پلیمری با ابعاد از پیش تعیین شده ارائه کردند.

این روش مبتنی بر فرآیند سل‌ژل بوده که در آن از مونومرها و یک سری واکنش‌های تراکمی و هیدرولیز استفاده می‌شود. ماحصل این فرآیند تولید سل است؛ محلولی حاوی ذرات کوچک که می‌توان از آن نانوذرات یکنواخت به‌دست آورد. به‌منظور یکسان شدن ابعاد نانوذرات، معمولاً از سورفاکتانت استفاده می‌شود، اما این گروه بدون استفاده از سورفاکتانت موفق به سنتز دسته‌ای از پلیمرها شدند.

پژوهشگران این پروژه نشان دادند که غلظت‌های ویژه‌ای از مونومرها در آب یا اتانول پخش شده و با اعمال گرمای ملایم، تا 75 درجه سانتیگراد، تبدیل به نانوذرات با ابعاد یکنواخت می‌شود. محققان دلیل تشکیل این نانوذرات را استفاده از پارا‌فنیلن‌دی‌آمین ذکر کردند. این ماده به‌عنوان کاتالیست به این فرآیند اضافه می‌شود.

تولیدکنندگان می‌توانند با تغییر غلظت مونومر اولیه و نسبت آب به اتانول، ابعاد ذرات را تنظیم کنند. این خود یک مزیت بسیار بزرگ در سنتز نانوذرات محسوب می‌شود که نیاز به سورفاکتانت ندارد. آن‌ها با این روش، موفق به سنتز نانوکره‌هایی به قطر 105، 157 و 186 نانومتر شدند. این نانوذرات را می‌توان در الکتروشیمی استفاده نمود.

این گروه با قراردادن این نانوکره‌ها در اتمسفر نیتروژن در دمای 800 درجه سانتیگراد، نانوکره‌های کربنی ساختند. از این نانوذرات کربنی می‌توان برای تولید الکترود استفاده کرد.