|
شیمیدانان موسسۀ ملی استاندارد و فناوری نخستین اندازه گیری مهم را روی
مقادیر مس گرد آمده در خلال تولید نانوسیمهای اکسید روی (ZnO) انجام
دادند. نتیجۀ بحث مهم است زیرا مس نقش مهم اما نه چندان شناخته شدهای
در خواص مهم نوری و الکتریکی نانوسیمها ایفا میکند. در آزمایشهای
گذشته فقط آثاری از مس یافت شده بود.
با وجود این که اکسید روی بهترین گزینه برای کرم های ضد آفتاب، داروی
سرماخوردگی، ضد خارش و رنگدانه است، مهندسان فناورینانو به دلیل خواص
آن مانند فوتولومینسانس ( توانایی نشر نور به دنبال جذب تابش
الکترومغناطیسی)، نشر میدانی (اساس نمایشگرهای صفحه تخت پیشرفته با
آشکارسازی بالا)، و خواص پیزوالکتریکی (ایجاد جریان الکتریسیته در اثر
اعمال فشار، به آن علاقمند هستند. نانومواد ZnO ممکن است در آینده برای
اصلاح باتری های خورشیدی، لیزرها، حسگرها، منابع نور فرابنفش، منابع
نشر میدانی و دستگاه های پیزوالکتریکی به کار روند.
مس، در خلال فرایند ساخت، وارد نانوسیمهای ZnO می شود. نانوسیمها –
با قطر حدود ۵۰ تا ۱۵۰ نانومتر و طول تا ۴۰ میکرومتر – با فرایند رسوبدهی
شیمیایی بخار(CVD)، روی بستر مس رشد میکنند. بستر مس قطرات کوچکی را
می سازد که بخارات روی و اکسیژن را جذب میکنند و ZnO را روی بستر مس
رسوب می دهند. با رشد نانوسیم، روی، قطرات کوچک را از روی سطح به طرف
بالا پیش می راند، اما مقداری از مس در داخل شبکۀ ی بلوری نانوسیم باقی
می ماند.
شیمی دان های موسسۀ ملی استاندارد و فناوری در مقالۀ خود گزارش کردند،
با استفاده از چندین تکنیک اندازهگیری دریافتهاند نانوسیمها حاوی
مقدار زیادی مس (بین ۵ تا ۱۵ درصد) می باشند. مطالعات دقیق و با تفکیک
بالا روی نانوسیمهای ZnO، آشکار ساختند که مس بدون برهم زدن ساختار
منظم بلوری اکسید روی درون ساختار آن قرار میگیرد.
سوزی یوستیس از محققان این گروه، این مساله را تحت عنوان “هر چیزی در
جای خود” توصیف میکند. وی میگوید وقتی بدانید دنبال چه چیزی
میگردید، می توان مس را به سادگی تشخیص داد، به همین دلیل پژوهشگران
در فکر استفاده از آن برای فهم بهتر ساختار بلوری نانوسیمهای ZnO با
نگاهی به آیندۀ دستکاری نانوسیمها، جهت اصلاح کارایی آنها، هستند.
همچنین یوسیتس میگوید: “مس مانند پلاک هوشمندی عمل میکند که شما روی
روی یک حیوان در حیات وحش نصب می کنید تا آن را تعقیب کنید که کجا می
رود.”
نقشی که مس در نانوسیمهای ZnO بازی میکند مبهم است. مطالب چاپ شده در
این که آیا مس خاصیت فوتولومینسانس نانوسیمها را کاهش یا افزایش
میدهد ، اختلاف نظر دارند. یوسیتس و همکارانش دریافتند، مس در
نانوسیمها، خروجی نور مرئی را افزایش می دهد، اما این عمل در قبال نشر
فرابنفش انجام می شود.
به علاوه تعیین نقشی که مس در نانو سیم های ZnO بازی میکند، پژوهشگران
را به این فکر می اندازد که نحوۀ رشد نانوسیمهای متحدالشکلی را
بیاموزند که میتوانند در آینده به عنوان محصولات تجاری به کار روند.
این پژوهش قسمتی از مطالعات در حال پیشرفتی است که برای یافتن بهترین
روشهای تعیین غلظت و توزیع اتمها در داخل نانوساختارها کاربرد دارند.
نتایج این کار به صورت Online در ACS قابل دسترس است.
|
