|
نانوساختارهای پلاتینیوم روی آلومینا زمانی که در دمای بالاتر از ۷۰۰ درجه سانتی‌گراد
قرار می‌گیرند، سطوح کاملاً تراش‌داری را ایجاد می‌کنند که برای استفاده در
کاتالیزورهای پیل سوختی دمای بالا بسیار مناسب می‌باشند. دیدر آرونگزب از دانشگاه
فناوری تگزاس در آمریکا می‌گوید که این روش جدید و ساده خودآرایی برای ساختن سیستم‌های
اکسید فلزی بسیار راحت‌تر از روش‌های شیمیایی موجود می‌باشد.
خودآرایی یک روش جذاب برای تولید ساختارهای نانومقیاس می‌باشد زیرا در مقایسه با
روش‌های الگودهی معمول همانند اشعه یونی متمرکز، لیتوگرافی یا نانومهرزنی قالب،
نسبتاً ساده‌تر می‌باشد. با وجودی که پلاتینیوم مسطح به طور گسترده‌ای در پیل‌های
سوختی مورد استفاده قرار گرفته است، نانوخوشه‌های تراش‌دار پلاتینیوم کاتالیزورهای
موثرتری هستند. با این حال اطلاعات بسیار کمی درباره نحوه شکل گرفتن این نانوخوشه‌ها
و میزان پایداری آنها وجود دارد.
آرونگزب از طریق افزایش سریع دمای فیلم‌های نازک پلاتینیوم تا ۷۰۰ درجه سانتی‌گراد
توانسته است نانونقاط تراش‌دار پلاتینیوم را روی آلومینا ایجاد کند. او دریافت که
در ضخامت بحرانی ۲ نانومتر برای فیلم نازک، خوشه‌ها دانه‌های تراش‌دارب با چندین
سطح ایجاد می‌کنند. این ساختارها تا حد زیادی سطح ماده را افزایش داده و در نتیجه
کارایی را زیاد می‌کنند.
بنابر گفته آرونگزب شکل نانوخوشه‌ها را می‌توان با دما و زمان کنترل نمود. او در
مصاحبه با nanotechweb.org اظهار داشت: «دیدن اینکه فلز مکعبی فشرده در دماهای بالا
به شکل‌های هندسی مختلفی همچون شش‌ضلعی، پنج‌ضلعی، و مثلثی تبدیل می‌شود، جالب است.
این ساختارها بسیار پایدار بوده و در نتیجه برای کاربردهای دمای بالا مناسب
می‌باشند».
روش آنیلینگ سریع را می‌توان درباره سایر اکسیدهای فلزی نیز به کار برد. آرونگزب
می‌گوید که کاربردهای این ساختارها شامل حسگری گاز و تجزیه کاتالیستی مواد زیان‌آور
زیست‌محیطی می‌باشد.
او می‌افزاید خود آزمایش »بسیار ساده» است. «اگر شما ترکیب مورد نظر را تا دماهای
بالا حرارت دهید، فلز درون اکسید منتشر می‌شود، بنابراین تنها کار مورد نیاز این
است که ضخامت مناسب فیلم و دمایی را که در آن خودانتشاری اتمی سریع‌تر از پخش
اتم‌ها درون ساختار میزبان می‌باشد، بیابید. این کار با استفاده از آنیلینگ سریع
فیلم‌ها با ضخامت‌ها و دماهای مختلف برای یافتن نقطه دقیقی است که در آن این اتفاق
می‌افتد».
پیل‌های سوختی دمای بالا و با عمر طولانی از سطوح اکسیدی همانند آلومینا برای حمایت
پلاتینیوم بهره می‌برند. با این حال مشکل این است که محل‌های واکنش معدودی روی سطح
پلاتینیوم وجود دارد. آرونگزب توضیح می‌دهد: «تراشه‌های بلوری مرکز محل‌های واکنش
می‌باشند که به شدت پیوند یافته‌اند. ما نشان دادیم که تا ۱۸ وجه روی هر نانونقطه
پلاتینیوم می‌تواند وجود داشته باشد».
|
