|
کربن ممکن است اهمیت خود را در دنیای نانو از دست بدهد. طبق تازه‌ترین
محاسبات محققان چینی، نانولوله‌های ساخته‌شده از عنصر بور می‌توانند
تعداد زیادی از همان خواص نانولوله‌های کربنی که در دنیای نانو اهمیت
زیادی دارند، را داشته باشند و برای بعضی از کاربردهای الکترونیکی،
آنها حتی می‌توانند بهتر از کربن باشند.
نانولوله‌های بور نسبت به شش‌ضلعی‌های متصل به‌هم ساده نانولوله‌های
کربنی، شکل پیچیده‌تری را خواهند داشت؛ چون شیمی بور اجازه چنین
الگوهایی را نداده و چنین ساختارهایی از بور ناپایدار خواهند بود.
اولین نانولوله‌های بوری که در سال ۲۰۰۴ ساخته شده‌اند، از یک شبکه
مثلثی خمیده‌شده تشکیل شده بودند.
اما به گفته زیا اُباو یانگ، یی دینگ و جون نی از دانشگاه تسینگ‌هوا در
پکن، در این حالت بهترین پیکربندی برای بور، ایجاد شبکه‌ای شش‌ضلعی
ناپایدار، و افزودن یک اتم اضافی به مرکز بعضی از این شش ضلعی‌ها
است(شکل را ببینید). آنها محاسبه کردند که این پایدارترین ساختار تئوری
شناخته‌شده برای یک نانولوله بور است.
همچنین شبیه‌سازی آنها نشان می‌دهد که با این الگو، نانولوله‌های بور
می‌باید خواص الکتریکی متغیری داشته باشند: نانولوله‌های پهن‌تر، هادی
الکتریسیته خواهند بود؛ اما نانولوله‌های باریک‌تر نیمه‌هادی خواهند
بود. نی می‌گوید که در این صورت ممکن است در نانوافزاره‌هایی مشابه
دیودها و ترانزیستورهایی ـ که قبلاً از نانولوله‌های کربنی ساخته شده‌اند
ـ بتوان از نانولوله‌های بور استفاده کرد.
این برای دیگر محققان که انتظار دارند همه نانولوله‌های بور فلزی باشند،
تعجب‌آور است. سهراب اسماعیل‌بیگی، از دانشگاه یال در نیوهاون، که
اخیراً در یک کار تحقیقاتی نشان داده‌است که همان ساختار، صفحات مسطح
پایداری از بور خواهند ساخت؛ می‌گوید:” اگر این درست باشد، بسیار جالب
خواهد بود.”
اسماعیل‌بیگی گمان می‌کند که برای ساخت نانولوله‌های بور نیمه‌هادی
مشکلاتی وجود خواهد داشت. کار تحقیقاتی او نشان می‌دهد که تعداد زیادی
ساختار متفاوت وجود دارد که تقریباً به پایداری این ساختار هستند؛
بنابراین نانولوله‌های واقعی برای داشتن سطوح متغیر مستعد هستند.
اسماعیل‌بیگی می‌گوید: “من فرض خواهم کرد که این ساختار فلزی‌ترین
نانولوله‌ها را خواهد ساخت.”
نانولوله‌های بور فلزی نیز مفید خواهند بود وا باید از کربن هادی‌تر
باشند. بنا بر نظر اسماعیل‌بیگی آنها حتی ممکن است در دماهای بالاتر
خاصیت ابررسانایی داشته باشند؛ بنابراین اگر در آینده یک نانورایانه
ابررسانا ساخته شود، ممکن است دارای سیم‌کشی بوری باشد.
برای ساختن واقعی نانولوله‌های بور، نی روش ترسیب بخار شیمیایی را
پیشنهاد می‌کند. فرایند ترسیب بخار شیمیایی، همینک برای رشد
نانولوله‌های کربنی استفاده می‌شود. این روش به یک کاتالیست اختصاصی از
قبیل نانوذرات نیکل نیاز دارد. این کاتالیست به‌عنوان یک قالب و بستر
برای رشد نانولوله عمل کرده و نانولوله روی آن رشد می‌کند. نی می‌گوید:
“نکته مهم و کلیدی برای رشد نانولوله‌های بور، پیدا کردن کاتالیست‌های
مؤثر است.”
نتایج این تحقیق در مجله Physical Review B منتشر شده‌است.
|
