پژوهشگران NIST راهی دقیق جهت تعیین کیفیت و درجه خلوص نانولوله‌های کربنی یافته‌اند، آزمایشهای امکان‌سنجی اولیه نشان می‌دهد که این روش نه تنها سریعتر از تکنیکهای استاندارد تحلیلی است، که، به صورت کاملاً موثری نمونه‌های کوچکتری را جهت تشخیص درجه خلوص و سازگاری و کشف گستره تغییرات نمونه ها انتخاب می‌کند.
روشهای سریع جهت تشخیص درجه خلوص نانولوله
|
پژوهشگران NIST راهی دقیق جهت تعیین کیفیت و درجه خلوص نانولوله‌های کربنی یافته‌اند، آزمایشهای امکان‌سنجی اولیه نشان می‌دهد که این روش نه تنها سریعتر از تکنیکهای استاندارد تحلیلی است، که، به صورت کاملاً موثری نمونه‌های کوچکتری را جهت تشخیص درجه خلوص و سازگاری و کشف گستره تغییرات نمونه ها انتخاب می‌کند. نانولوله‌های کربنی دارای خواص منحصر به فردی هستند و میزان هدایت الکتریکی و گرمائی که در حوزه‌هائی نظیر هوا فضا، میکروالکترونیک و بیوتکنولوژی مفید است، در این مواد کاملاً منحصر به فرد است. بهر حال این خواص ممکن است از نظر گستره پوشش کاملاً متنوع باشند که این خواص بستگی به ابعاد نانولوله، یکنواختی و درجه خلوص دارند. نمونه‌های نانولوله نوعاً شامل درصدی معنی‌دار از شکلهای معمولی کربن و همچنین ذرات فلز به جای مانده از کاتالیست‌های استفاده شده در ساخت است. روش جدید NIST، شامل اسپری کردن پوشش نانولوله ای بدرون یک کریستال کوارتزی که به تدریج کریستال پوشش داده شده را گرم می‌کند و تغییرات فرکانس رزونانتی را که سبب تشکیل فرمهای متنوعی از کربن تبخیری می‌شود را اندازه می‌گیرد. فرکانس به نسبت جرم پوشش عوض می‌شود. و دانمشندان این شاخص را به عنوان معیار پایداری در دماهای متفاوت و به منظور معیار «سازگاری» از میان نمونه‌ها، انتخاب می‌کنند. تکنیک «کریستال کوارتز» که آشکار ساز تغییرات جرمی در مقیاس چند نانوگرم است، در زمینه کشف گازهای سمی و اندازه‌گیری برهم کنشهای مولکولی قابل استفاده است. پژوهشگران دوجین نمونه از یک دسته نانولوله کربنی تک دیواره را تحت بررسی قرار دادند نمونه های تکنیکهای استاندارد و تکنیک موصوف را بررسی کردند آنالیز ترموگراویمتریک، و تصدیق نتایج با SEM را به آن افزودند. هر دو روش مشخص نمودند که نمونه‌ها شامل مقادیر زیادی کربن آمورف (بی‌نظم) بودند همانگونه که ذرات فلزی باقیمانده در آنها وجود داشت. اما روش کریستال کوارتز، تنها با چند میکروگرم قابل انجام است و همان نتایج را به بار می‌آورد. این مقدار قابل مقایسه با مقدار میکروگرمی است که تنها برای آنالیز ترموگراویمتریک مورد نیاز است. و از سوی دیگر چندین مرتبه تنوع بیشتر را در مقایسه با تکنیکهای کلاسیک ارائه می‌کند. تکنیکهای فوق ابزارهای ساده‌تری را می‌طلبد. هر چه تفاوت‌های میان نمونه‌های نانولوله ای دقیق‌تر باشد ، کارائی محصول بیشتر تحت تأثیر قرار می‌گیرد. زیرا حتی تغییرات کوچک در ترکیب مواد رفتار الکتریکی و حرارتی را تحت تأثیر قرار می‌دهد و فقدان یکنواختی، بارگذاری بیشتر نانولوله‌ها را می‌طلبد. که خود مستلزم هزینه گرانی است. این پژوهش توسط پژوهشگران دانشگاهColorado- Boulder و Rensselaer polytechnic Institute انجام شده است. |
