نانولوله‌های کربنی و آینده روشن لومینسانس پلیمری

هزینه و قابلیت نگهداری، شاخص‌هایی هستند که باعث می‌شوند تا افزاره‌های
مبتنی بر مواد آلی و قابل فراوری در محلول، برای کاربردهای فوتوولتائیک
و نوردهی مورد توجه قرار گیرند؛ اگرچه قبل از استفاده در بسیاری از
کاربردها، بهبود عمر مفید و بازده افزاره لازم خواهد بود. هم‌اکنون یک
گروه تحقیقاتی بین‌المللی یافته‌هایی را گزارش کرده‌اند که نشان
می‌دهند نانولوله‌های کربنی چند‌دیواره(MWNT) می‌توانند در بهبود
عملکرد افزاره‌های فوتوولتائیک و پیل‌های خورشیدی آلی خیلی مؤثر باشند.

این گروه تحقیقاتی که شامل محققانی از دانشگاه سوری از بریتانیا،
دانشگاه شانگ‌های جیآوتانگ از چین، و دانشگاه ایالتی فلوریداست، بعد از
اضافه کردن نانولوله‌های کربنی چنددیواره عامل‌دارشده با اسید، به
نایلون ۱۰، ۱۰ یک افزایش صد برابری در خاصیت فوتولومینانس مرئی از
کروموفورهای فلورسانت آن را مشاهده کردند.

افزودن نانولوله‌های کربنی به پلیمرها برای تشکیل کامپوزیت‌های هیبریدی
مواد معدنی در آلی، در افزاره‌های الکترولومینسانس و فتوولتائیک
مزیت‌هایی دارد، اما تاکنون با مشکلاتی روبه‌رو بوده‌‌است.
نانولوله‌های کربنی اثر حامل‌های بار را کم می‌کنند و در نتیجه بازده
کلی انتشار افزاره‌ها را کاهش می‌دهند، در مقابل، این محققان پیشنهاد
می‌کنند که نانولوله‌های کربنی چند‌دیواره عامل‌دارشده با اسید، تشعشع
برخورد‌کننده را جذب می‌کنند و در جاهایی که عملیات اسیدی نانولوله را
تخریب می‌کنند، حالت‌های سطح تحریک‌شده را تشکیل می‌دهند. برگشت
الکترون‌های تحریک‌شده به حالت اولیه منجر به ساطع‌‌ شدن تشعشع یا
انتشار نور می‌شود.

در این حالت پیشنهاد این محققان شبیه به سازوکار دیودهای انتشاردهنده
نور آلی آلاییده با رنگدانه آلی ‌است. حضور نانولوله‌های کربنی
چند‌دیواره، شستن نوری مراکز فلورسانت در کامپوزیت‌های نایلون را به
تأخیر می‌اندازد.

راوی سیلوا از دانشگاه سوری می‌گوید:” افزایش در خواص لومینسانت
به‌خوبی نویددهنده تولید جدیدی از افزاره‌های آلی است که می‌توانند از
نظر تجاری به تولید انبوه برسند.” سیمون هنلی، یکی از این محققان،
اضافه می‌کند:” این نتایج دورنمای استفاده از نانولوله‌های کربنی
چند‌جداره برای مدیریت تشعشع خورشیدی در پیل‌های خورشیدی آلی و برای
بهبود پایداری افزاره‌ها، را امیدوار‌کننده نشان می‌دهند.”

فاز ‌بعدی این تحقیق شرح این سازوکار در انواع مختلفی از سیستم‌ها و
به‌کارگیری این نانوکامپوزیت به‌عنوان مواد فعال پیل‌های خورشیدی،
خواهد بود.

نتایج این تحقیق در مجله Small منتشر شده‌است.