شرکت سونی (Sony Corporation) موفق به توسعه روشی نوآورانه و مقیاس‌پذیر برای تولید نانوذرات سیلیکا با ابعادی بی‌سابقه در حدود ۲ نانومتر شده است؛ روشی که می‌تواند افق‌های تازه‌ای را در حوزه مواد نانوساختار، پوشش‌های پیشرفته، و سامانه‌های هیبریدی بگشاید.
دستاورد تازه سونی در نانو؛ تولید نانوذرات سیلیکا با اندازه‌ای در حد مولکول
نانوذرات سیلیکا در ابعاد مولکولی یکی از امیدبخش‌ترین مصالح پایه در ساخت مواد عملکردی نوین به شمار می‌روند. با این حال، روش‌های مرسوم برای سنتز این ذرات، به‌ویژه در ابعاد بسیار کوچک، با محدودیت‌هایی در مقیاس‌پذیری و کنترل تجمع ذرات روبه‌رو هستند. اکنون تیم پژوهشی شرکت سونی با معرفی یک فرایند ساده، پایدار و قابل گسترش برای ساخت نانوذرات سیلیکا، گامی بلند در غلبه بر این چالش‌ها برداشته است.
این فرآیند بر پایه پدیده «خودآرایی القاشده با تبخیر» (Evaporation-Induced Self-Assembly) استوار است؛ روشی که در آن گونه‌های سیلیکاتی و سورفکتانت‌ها در یک دستگاه تبخیر چرخشی (rotary evaporator) به شکل منظم خودآرا شده و ترکیبی مزوساختار ایجاد می‌کنند. سپس این ترکیب در حلال تتراهیدروفوران (THF) تجزیه می‌شود تا یک پراکنش کلوئیدی شفاف و یکنواخت از نانوذرات سیلیکا به دست آید.
نکته حائز اهمیت در این فرایند، سادگی و کارایی بالای آن در اصلاح شیمیایی سطح نانوذرات است. سونی موفق شده است با بهره‌گیری مستقیم از این مزوساختارها، عملیات سیلاسیون سطحی را با ترکیبات اورگانوهالوسیلان انجام داده و نانوذراتی با سطح کاملاً پایدار تولید کند. بررسی‌ها با استفاده از پراش پرتو ایکس با زاویه کم (SAXS) نشان داده است که پس از اصلاح سطح، ذرات بزرگ‌تری در پراکنش وجود ندارد و یکنواختی ساختار کاملاً حفظ شده است.
این نانوذرات پس از تیمتیل‌سیلاسیون (Trimethylsilylation)، توانایی شکل‌گیری به صورت فیلم‌های شفاف از طریق تبخیر حلال را دارند. نتایج آزمایش‌های نانوایندنتیشن نشان می‌دهد که این فیلم‌ها دارای نرمی و پلاستیسیته‌ای شبیه به پلیمرهای آلی هستند، ویژگی‌ای کم‌نظیر برای مواد غیرآلی مانند سیلیکا. چنین ویژگی‌هایی می‌تواند کاربردهایی نظیر پوشش‌های انعطاف‌پذیر، فیلم‌های محافظ یا ساختارهای قابل‌برنامه‌ریزی در صنعت الکترونیک را ممکن سازد.
افزون بر این، تیم تحقیقاتی سونی موفق شده است با استفاده از گروه‌های دی‌متیل‌سیلیل (Me₂Si(OSi)₂) پایداری حرارتی نانوذرات را به‌طرز چشمگیری افزایش دهد. به‌طوری‌که در آزمایش‌های حرارتی، این ذرات تنها ۱۰٪ کاهش وزن در دمای حدود ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد نشان داده‌اند—میزانی بسیار بالاتر از استانداردهای مرسوم برای نانوذرات سیلیکا.
این پیشرفت فناورانه، نه‌تنها چشم‌انداز تازه‌ای برای تولید انبوه نانوذرات با ساختارهای منظم و قابل‌برنامه‌ریزی گشوده، بلکه نشان‌دهنده ورود جدی شرکت سونی به عرصه توسعه مواد پیشرفته با نانوفناوری در ابعاد صنعتی است. به‌ویژه در حوزه‌هایی مانند الکترونیک نرم، ساخت قطعات مقاوم در برابر حرارت، و کامپوزیت‌های سبک و پیشرفته، این نوآوری می‌تواند مسیر آینده را دگرگون سازد.
