نانولوله‌ها از خود نوری با خواص جالب توجه تولید می‌کنند. در نتیجه محققان کاربردهای نوری مختلفی برای این مواد پیشنهاد داده‌اند.
خاصیت لومینسانس نانولوله‌ها
نانولوله‌ها از خود نوری با خواص جالب توجه تولید می‌کنند. در نتیجه محققان کاربردهای نوری مختلفی برای این مواد پیشنهاد داده‌اند.
یکی از جالب‌توجه‌ترین کاربردهای نانولوله‌ها استفاده از آنها به عنوان برچسب‌های فلوئورسانت جهت مطالعه سیستم‌های زیستی می‌باشد (نقشی که ابتدا به وسیله پروتئین‌های فلورسانت ایفا می‌شد). اما مشکل عمده‌ای که وجود دارد، این است که نانولوله‌ها خاصیت فسفرسانس کمی دارند به طوری که به ازای هر فوتونی که منتشر می‌کنند هزار فوتون جذب می‌کنند (به این نسبت راندمان کوانتومی گویند).
اما تحقیقات اخیر در زمینه لومینسانس نانولوله‌ها نشان می‌دهد که زمینۀ خوبی برای افزایش کارایی این منابع نور خیلی کوچک وجود دارد. در این بررسی‌ها تغییرات بسیار زیاد و غیرمنتظره‌ای بین راندمان‌های کوانتومی ۱۵ نانولوله منفرد مشاهده شده است.
Tobias Hertel استادیار فیزیک دانشگاه Vanderbilt می‌گوید: ما انتظار داشتیم درصد جزئی تغییرات را مشاهده کنیم، به همین دلیل وقتی مشاهده کردیم، که بعضی نانولوله‌ها ۱۰۰۰ درصد مؤثرتر از بقیه هستند متعجب شدیم.
چندین روش برای ساخت نانولوله‌های نیمه‌رسانا از خود نور تولید می‌کنند ابداع و گسترش یافته است.
فرایند تخلیه قوس الکتریکی تهیه نانولوله‌ها یک فرآیند قوی الکتریکی است. در این روش جریان زیادی بین دو الکترود گرافیت در یک محفظه پر شده از گاز هلیم با فشار بالا برقرار می‌گردد. وقتی دو میله گرافیتی به یکدیگر نزدیک می‌شوند جرقه الکتریکی به وجود می‌آید و کربن میله کوچک‌تر به ساختار لوله‌ای تغییر شکل پیدا می‌کند.
در این روش مخلوطی از انواع نانولوله‌ها به وجود می‌آید که شامل نانولوله‌های تک جداره، چند جداره و گونه‌های نیمه‌هادی و فلزی در حالت توده‌ای و پودری می‌باشد.
فرآیند جدید تهیه نانولوله‌های کربنی استفاده از لیزر برای تبخیر کربن یک ورقۀ صاف از مخلوط گرافیت و فلز می‌باشد. نانولوله‌های حاصل از این روش بیشتر تک‌جداره می‌باشند. فرآیند رسوب‌دهی بخار نیز برای ساخت نانولوله‌ها در مقادیر صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
Hertel می‌گوید: “نتایج تحقیقات ما نقص‌های ساختاری نانولوله‌ها که عامل اصلی هدر رفتن انرژی می‌باشند را نشان می‌دهد. بستن و از بین بردن این نقص‌ها، باعث بهبود راندمان کوانتومی آنها (در حدود ۵ برابر) می‌شود.
وی همچنین می‌گوید، صد گروه تحقیقاتی در سرتاسر جهان به صورت تمام وقت در زمینه بهبود سنتز نانولوله‌ها فعالیت می‌کنند. اگر چه بهبود راندمان کوانتومی نانولوله‌ها خیلی مشکل است، ولی روش‌هایی برای این کار وجود دارد. برای مثال یک روش برای درخشان‌کردن نانولوله‌ها، تهیه آنها به شکل‌های طولانی‌تر می‌باشد (روشی که فیزیک‌دانان به آن اشاره دارند)، گروه‌های دیگری نیز مشغول آزمایشاتی در زمینه مطالعه سیستم‌های زیستی می‌باشند و از نانولوله‌ها به عنوان یک جایگزین برای پروتئین‌های فلورسانت استفاده می‌کنند. در این کاربرد، آنها با نقاط کوانتومی که اغلب از سلنید‌کادمیم هستند، رقابت می‌کنند. به گفته Hertel، نانولوله‌ها مزایای منحصر به فردی نسبت به نقاط کوانتومی در این کاربرد دارند، بر خلاف کادمیم موجود در نقاط کوانتومی، نانولوله‌ها برای سلول‌های زنده سمیت ندارند. نانولوله‌ها باریکه مشخص از نور را حاصل می‌آورند که آشکارسازی آنها را آسان‌تر می‌کند، همچنین این ترکیبات تولیدکننده نور، نسبت به نقاط کوانتومی پایدارتر هستند.
نتایج این تحقیقات برای اندازه‌گیری خاصیت لومینسانس نانولوله‌ها در مجله Physical Review Letters به چاپ رسیده است.
