جداسازی نانولوله‌های کربنی بر اساس اختلاف دانسیته

محققان دانشگاه نورث وسترن روشی جدید برای جداسازی نانولوله‌های تک جداره توسعه داده‌اند. این روش مبتنی بر اختلاف دانسیته‌های شناورسازی نانولوله‌های کربنی که تابع اندازه و رفتار الکترونیکی آنهاست عمل می‌کند و برای تولید انبوه آنها در مقیاس صنعتی مناسب است.

محققان دانشگاه نورث وسترن روشی جدید برای جداسازی نانولوله‌های تک‌جداره ‏توسعه داده‌اند؛ این روش مبتنی بر اختلاف دانسیته‌های شناورسازی نانولوله‌های کربنی عمل می‌کند که تابع ‏اندازه و رفتار الکترونیکی آنهاست و برای تولید انبوه آنها در مقیاس صنعتی مناسب است. ‏هر چند مشکل اساسی مربوط به سنتز نانولوله‌های کربنی کاربرد گسترده آنها را محدود کرده است، ولی ‏محققان در تلاشند تا این نانوساختارها را در الکترونیک، نمایشگرهایی که دارای درجه وضوح بالا هستند، ‏کامپوزیت‌های بسیار مستحکم و حسگرهای زیستی به کار ببرند. ‏Mark‏ ‏Hersom، رهبر این گروه تحقیقاتی، گفت: “اندازه بسیار کوچک نانولوله‌ها و خواص فوق‌العاده ‏آنها، دانشمندان را در دهه اخیر بسیار شگفت‌زده کرده است. هر چند به دلیل خاصیت ناهمگنی نانولوله‌ها، ‏پتانسیل تجاری آنها به‌طور کامل شناخته شده نیست، اما یک روش اقتصادی با قابلیت تولید انبوه نانولوله‌های ‏کربنی با پراکندگی یکنواخت قادر خواهد بود کاربردهای این مواد را گسترش دهد”. ‏در این روش، ابتدا نانولوله‌های کربنی در داخل آب به وسیله مولکول‌های شبه صابون مانند سورفاکتانت‌ ‏کپسوله می‌شوند. سپس نانولوله‌های روکش یافته با سورفاکتانت‌ها در دستگاه سانتریفیوژ با سرعت چرخش ‏هزار دور بر دقیقه، بر اساس اختلاف دانسیته جدا می‌شوند. ‏محققان متوجه شدند با انتخاب دقیق سورفاکتانت‌های مورد استفاده در اولتراسانتریفیوژ می‌توان نانولوله‌های ‏کربنی را بر اساس قطر یا ساختار الکترونیکی آنها جداسازی کرد. آنها در بخشی از تحقیق خود ساخت ‏ادوات الکتریکی که بسته به نانو لوله های جداسازی شده به کار رفته، رفتار فلزی یا نیمه‌هادی از خود نشان ‏می‌دهند، را توصیف کردند. ‏Hersam‏ گفت: “روش آنها وعده‌های خاصی برای کاربردهای تجاری دارد. زیرا اولتراسانتریفیوژ در ‏مقیاس بزرگ توسعه یافته و کارایی اقتصادی آن در صنایع داروسازی مشخص است. ما پیش‌بینی می‌کنیم ‏این روال را می‌توان به صورت مستقیم در تولید نانولوله‌های کربنی با پراکندگی یکنواخت به کار برد”. ‏بنیاد ملی علوم، وزارت انرژی و مرکز تحقیقات فناوری پیشرفته و درمان‌سنجی ارتش آمریکا این تحقیق را ‏حمایت کرده‌اند. ‏نتایج این کار در مجله ‏Nature‏ ‏Nanotechnology‏ به چاپ رسیده است.