کنترل ابعاد نانولوله‌های اکسید فلزی توسط محققان

محققان موسسه فناوری جورجیا در حال مطالعه تشکیل نانولوله‌های اکسید فلزی و
درک فاکتورهای کلیدی هستند که بر قطر و طول نانولوله‌های تولید شده از
محلول حاوی مواد اولیه تأثیر می‌گذارند.

دکتر سانکار نیر استاد دانشکده مهندسی شیمیایی و زیست‌مولکولی موسسه فناوری
جورجیا می‌گوید: «ما نشان داده‌ایم که پایه‌های ساختاری و ترمودینامیکی
قابل اندازه‌گیری در سطح مولکولی وجود دارند که می‌توانیم با استفاده از
آنها قطر نانولوله‌ها را کنترل نماییم. ما می‌خواهیم علم این مواد را تا
حدی توسعه دهیم که بتوانیم انحناء، طول و ساختار درونی آنها را به روشی
پیچیده و ارزان و از طریق شیمی مبتنی بر آب در شرایط ملایم دستکاری نماییم».

تیم تحقیقاتی نیر با استفاده از واکنش‌های شیمیایی انجام شده در آب در دمای
کمتر از ۱۰۰ درجه سیلسیوس مقدار ژرمانیوم و سیلیکون را در طول فرآیند سنتز
نانولوله‌ها تغییر دادند؛ سپس آنها با استفاده از روش‌های مختلف تعیین
مشخصات نشان دادند که رابطه روشنی میان ترکیب و قطر نانولوله‌ها وجود دارد.

در عین حال محاسبات دینامیک مولکولی این گروه وجود رابطه قوی میان ترکیب،
قطر، و انرژی درونی این ساختارها را نشان داد.

نیر می‌گوید: «به نظر می‌رسد قطر نانولوله‌ها تابع مقدار انرژی آنها می‌باشد
و نانولوله‌هایی تشکیل می‌شوند که دارای پایین‌تر مقدار انرژی بوده و در
نتیجه پایدارتر هستند. قطری که در آن نانولوله پایدار می‌باشد، با تغییر
ترکیب نانولوله‌ها تغییر می‌کند.

این امر نشان می‌دهد که قطر نانولوله‌ها تنها تابع پارامترهای متنوع سنتز
نبوده، بلکه یک پایه ترمودینامیکی وجود دارد که از تعادل دقیق نیروهای میان‌اتمی
درون ساختار ماده حاصل می‌شود».