محققان، هیبریدی از یک نانوساختار کربنی ایجاد کردهاند که ترکیبی از نانولولههای کربنی تک دیواره و فولرینها است. ساختارهای جدید به دلیل شباهت با جوانههای ایجاد شده بر روی شاخهها، نانوجوانه نامیده شدهاند و ممکن است خواصی را بروز دهند که فولرینها و نانولولهها به تنهایی فاقد آنها باشند. نتایج این مطالعه بطور مفصل در مجله Nature Nanotechnology چاپ شده است.
اتصال فولرین به نانولوله بوسیله نانوجوانهها
محققان، هیبریدی از یک نانوساختار کربنی ایجاد کردهاند که ترکیبی
از نانولولههای کربنی تک دیواره و فولرینها است.
ساختارهای جدید به دلیل شباهت با جوانههای ایجاد شده بر روی شاخهها،
نانوجوانه نامیده شدهاند و ممکن است خواصی را بروز دهند که فولرینها و
نانولولهها به تنهایی فاقد آنها باشند. نتایج این مطالعه بطور مفصل در مجله
Nature Nanotechnology چاپ شده است.
هم فولرینها و هم نانولولههای کربنی تک دیواره خواص سودمندی را نشان میدهند
اما با وجود شباهت زیاد بین آنها تلاشهای خیلی کمی برای ادغام کردن آنها صورت
گرفته است. ولی ماده هیبریدی جدیدی هر دو ساختار را به صورت یک ساختار منفرد
ادغام میکند که در آن فولرینها بطور کووالانسی به نانولولهها پیوند خوردهاند.
سنتز نانوجوانهها با سنتز نانولولههای کربنی تک دیواره (SWNTs) در یک راکتور
استاندارد شروع میشود و به نظر میرسد که نانولولههای کربنی تک دیواره حاصل
با خوشههایی از اتمهای کربن پوشیده شدهاند. اما بررسی دقیقتر با استفاده از
میکروسکوپ الکترونی نشان میدهد که این خوشهها در حقیقت همان فولرینها هستند.
فولرینهای متصل شده به نانولولهها رفتار غیرمعمولی از خود نشان میدهند.
پژوهشگران با استفاده از یک میکروسکوپ الکترونی عبوری مشاهده کردند که فولرینها
نمیتوانند بر روی سطح نانولوله حرکت کنند و این نشان میدهد که یک پیوند قوی
فولرین/ نانولوله تشکیل شده است.
این محققان ساختار نانوجوانهها را با استفاده از طیفسنجی ماوراء بنفش نیز
بررسی کردند. نتایج طیف UV نشان میدهد که فولرینهای متصل شده شبیه C70 هستند
که در مقایسه با C60 و سایر فولرینهای کروی دارای شکلی تقریباً بیضوی هستند.
این انحراف از خاصیت کروی بودن فولرینها میتواند به سبب حضور اکسیژن یا
هیدروژن باشد که بطور کوالانسی متصل شدهاند. با اندازهگیریهای بیشتر، اکسیژن
موجود در هر نانوجوانه تشخیص داده شد و طیفسنجی IR نیز حضور دو نوع ترکیب آلی
به نام اترها و استرها را نشان میدهد.
این ترکیبات احتمالاً بعنوان ساختارهای پل مانند اتصال دهندۀ فولرینها به
نانولولهها عمل میکنند. این پژوهشگران معتقدند که نانوجوانهها را میتوان
بواسطه سطوح خمیده فولرینها که نسبت به سطوح صاف نشرکنندههای بهتری هستند،
بعنوان نشرکنندههای میدان الکترونی سرد- موادی که الکترونها را در دمای اتاق
تحت یک میدان الکتریکی قوی منتشر میکنند- مورد استفاده قرار داد.
نشر میدان الکترونی سرد برای بسیاری از فناوریها از جمله نمایشگرهای صفحه تخت
و میکروسکوپهای الکترونی حائز اهمیت است. ممکن است کاربردهای دیگری نیز نظیر
اتصالات مولکولی برای جلوگیری از لغزش نانولولههای کربنی تک دیواره درون مواد
کامپوزیتی برای این مواد متصور شد.
علاوه بر این، از آنجا که خواص نوری و الکترونی فولرینها و نانولولهها را میتوان
بطور مجزا تنظیم کرد، نانوجوانهها میتوانند نانولولههای کربنی تک دیواره با
نواحی مجزا و خواص الکتریکی متفاوت ایجاد کنند. این پدیده میتواند برای بسیاری
از کاربردها از قبیل ابزارهای حافظه و نقاط کوانتومی مفید باشد.
