نانوالیاف سرامیکی

دانشمندان مواد در آمریکا و اسپانیا، یک روش جدید به ‌نام ریسندگی لیزری اختراع کرده‌اند که نانوالیاف بی‌شکل خیلی طولانی با طول چندین سانتی‌متر و پهنای ۳۵ نانومتر تولید می‌کند. این پیشرفت می‌تواند منجر به تولید نانوالیافی که تقریباً به‌صورت پیوسته درهم تنیده شده‌اند، شود.

دانشمندان مواد در آمریکا و اسپانیا، یک روش جدید به ‌نام ریسندگی لیزری
اختراع کرده‌اند که نانوالیاف بی‌شکل خیلی طولانی با طول چندین سانتی‌متر و
پهنای ۳۵ نانومتر تولید می‌کند. این پیشرفت می‌تواند منجر به تولید
نانوالیافی که تقریباً به‌صورت پیوسته درهم تنیده شده‌اند، شود.


ساختارهای شبه یک‌بعدی از قبیل نانوسیم‌ها، نانوتسمه‌ها، نانومیله‌ها
و نانولوله‌ها خواص الکتریکی و مکانیکی بی‌نظیری دارند. به نظر می‌رسد آنها
بتوانند در زمینه‌هایی مانند مواد کامپوزیتی، حسگرها، کاتالیزورها،
الکترونیک و زیست‌پزشکی تحول زیادی ایجاد کنند. در حال حاضر، این ساختارها
به‌وسیله رشد مبتنی بر محلول یا فاز بخار تولید می‌شوند.

دانشمندان تمایل دارند با یک روش فنی با صرفه اقتصادی، انواع طویل از این
مواد در مقیاس نانو را تولید کنند. هر چند در حال حاضر، آنها فقط می‌توانند
الیاف میکرومتری را با استفاده از چندین روش مبتنی برکشیدن یک دسته از مواد
پیش‌ماده‌های ویسکوز مذاب تولید کنند.
اکنون، جوآن پاو و همکارانش در دانشگاه ویگو و آدرین مان و همکارانش در
دانشگاه روتگرز، بر این مشکل غلبه کرده‌اند. این محققان در یک فرایند
فیزیکی ساده که در آن از هیچ کاتالیست، قالب یا معرف دیگری استفاده نمی‌شود
و فقط شامل پیش‌ماده با ترکیب الیاف خواسته‌شده است، نانوالیاف بی‌شکل خیلی
طولانی تولید کرده‌اند. با این روش می‌توان موادی که در دمای بالا ذوب می‌شوند
و با روش‌های مشابه دیگر از قبیل الکتروریسندگی نمی‌توان از آنها الیاف
تولید کرد را به‌صورت مستقیم به نانوالیاف تبدیل کرد.
 در روش ریسندگی لیزری، از یک لیزر با توان بالا برای بریدن یک صفحه از پیش‌ماده
سرامیکی از قبیل سیلیکا یا آلومینا استفاده می‌شود. این روش جدید تضمین می‌کند
که در هر دفعه فقط حجم کوچکی از سرامیک که به‌صورت سیال است ذوب شود (کناره‌های
قسمت بریده‌شده). بعد از انجام این کار، یک نازل مافوق صوت یک جت گاز با
سرعت بالا را در قسمت بریده‌شده تزریق می‌کند. سپس این ماده مذاب ویسکوز در
یک فرآیند کشیدن و باریک کردن ساده، به‌سرعت و به‌وسیله جت گاز کشیده و سرد
می‌شود. در نهایت یک شبکه تخریب‌شده از نانوالیاف و میکروالیاف بی‌شکلِ به
هم‌تنیده، تشکیل می‌شود (شکل را ببینید) .
فلیکس کوینترو، یکی از این محققان، می‌گوید: «این پیشرفت هیجان‌آور است
زیرا طبیعت فیزیکی (بیش از طبیعت شیمیایی) این روش اجازه تولید نانوالیاف
بی‌شکل خیلی طولانی درهم‌تنیده را می‌دهد. بعضی از کاربردهای این نانوالیاف
شامل نانوکامپوزیت‌ها، مهندسی بافت، حسگرها و انواع جدید بافته‌هاست». این
گروه، اکنون روی کنترل بهتر این فرآیند و ساخت ترکیبات جدید کار می‌کنند.

این محققان نتایج کار خود را در مجله Appl. Phys. Letter منتشر کرده‌اند.