تراز کردن نانولوله‌های تنگستن کاربرد صنعتی آن‌ها را افزایش می‌دهد

تراز کردن نانولوله‌های تنگستن کاربرد صنعتی آن‌ها را افزایش می‌دهد

محققان دانشگاه متروپولیتن توکیو روشی ارائه کردند که با آن نانولوله‌های دی‌سولفید تنگستن را به گونه‌ای می‌توان سنتز کرد که پس از تشکیل در یک جهت قرار بگیرند.

این دستورالعمل سنتز جدید امکان تولید نانولوله‌های دی‌سولفید تنگستن را فراهم می‌کند که در یک جهت قرار دارند. موادی که آن‌ها می‌سازند ویژگی‌های کلیدی نانولوله‌های منفرد را نشان می‌دهد. آن‌ها از رسوب شیمیایی بخار برای ایجاد نانولوله‌های دی‌سولفید تنگستن آرایه‌ای استفاده کردند. هر کدام از نانو ورقه‌ها بر روی سطح یاقوت کبود تحت شرایط دقیق تنظیم‌شده‌اند.

با حل مشکل طولانی مدت جهت‌گیری‌های درهم ریخته از نانولوله‌ها، روش این تیم نویدبخش حل ناهمسانگردی عجیب و غریب نانولوله‌های منفرد در کاربردهای دستگاه‌های دنیای واقعی است.

نانولوله‌ها شامل ورقه‌هایی از اتم‌ها هستند که در یک حالت لوله‌ای در مقیاس نانو تا شده و یک صفحه دو بعدی را به یک ورقه یک بعدی تبدیل می‌کنند. آن‌ها دارای خواص مختلفی هستند که به نحوه برخورد انتهای ورق بستگی دارد. به عنوان مثال، نانولوله‌های کربنی بسته به اینکه پس از غلتاندن یک نانو ورق، «پیچ یا twist» در ساختار لوله باقی بماند، می‌توانند رسانا یا نیمه‌رسانا باشند.

از سوی دیگر، نانولوله‌های دی‌سولفید تنگستن از نانو ورقه‌هایی ساخته شده‌اند که بارها نوردیده شده‌اند تا نانوساختاری مانند رول سوئیسی تولید کنند. آن‌ها رقیب جدی برای استفاده در دستگاه‌های نیمه‌هادی هستند. با این حال، برای دستیابی به تمام ویژگی‌های مورد نظر نانولوله‌های دی‌سولفید تنگستن، دستگاه‌ها به تعداد زیادی نانولوله در یک مکان نیاز دارند.

این کار امکان‌پذیر است، اما یک نکته مهم وجود دارد؛ آن‌ها معمولاً در جهت‌های تصادفی چیده می‌شوند. این امر بر ویژگی‌هایی مانند تحرک حامل بار تأثیر منفی می‌گذارد و به طور مستقیم بر سودمندی دستگاه تأثیر نامطلوب می‌گذارد. از آنجایی که نانولوله‌های متعددی از یک توده به هم ریخته تشکیل شده‌اند، خواص آن‌ها ویژگی‌های وابسته به جهت نانولوله‌های منفرد را نشان نمی‌دهند، در حالی که چنین ویژگی‌هایی ممکن است برای دانشمندان بسیار جذاب باشد.

گروهی از دانشگاه متروپولیتن توکیو به رهبری پروفسور کازوهیرو یاناگی روش جدیدی را توسعه داده‌اند که می‌تواند این مشکل را حل کند. برای ایجاد الگویی برای رشد نانولوله‌ها، آن‌ها از یک بستر یاقوت کبود با سطح کریستالی خاصی استفاده کردند.

برای ایجاد نانولوله‌های دی‌سولفید تنگستن نورد شده چند جداره بر روی سطح، گازهای تنگستن حاوی گوگرد با نرخ‌ها و دماهای خاص به زیرلایه وارد شدند تا رسوب بخار شیمیایی را امکان‌پذیر سازد. آن‌ها دریافتند که در شرایط صحیح و مناسب، هر نانولوله در جهت کریستالوگرافی مشخصی قرار می‌گیرند.

دانشمندان نشان دادند که آرایه‌های نانولوله‌های آن‌ها خواص منحصربه‌فرد و ناهمسانگرد نانولوله‌ها را به‌ویژه در تعامل با نور حفظ می‌کنند. آن‌ها فکر می‌کنند که فناوری آن‌ها کاربرد نانولوله‌های دی‌سولفید تنگستن را در صنعت الکترونیک امکان‌پذیر می‌کنند.