بررسی برهمکنش نانوذرات طلا و نقره با نانوسیم…

عنوان پایان نامه: بررسی برهمکنش نانوذرات طلا و نقره با نانوسیم (Nanowire
DNA ) برای ارائه راهکار تولید نانوسیم‌ها براساس الگوی DNA
دانشجو: رضا محمدزادگان
استاد راهنما: دکتر حسن محبت کار
استاد مشاور: دکتر محمدحسین شیخی-
دکتر افسانه صفوی- دکتر محمود براتی خواجویی
دانشگاه: شیراز- پژوهشکده فناوری‌نانو
مقطع: کارشناسی ارشد
تاریخ شروع: مهر ۱۳۸۳
تاریخ اتمام: شهریور ۱۳۸۶
 

در فناوری‌نانو، از DNA به‌عنوان یک نانوماده نام برده می‌شود. تحقیقات
اخیر در رابطه با فناوری‌نانو، به ‌استفاده از DNA در زمینه‌های
نانوسیم‌ها، نانوساختار، حد واسط‌های محاسباتی، زیست‌کاتالیزورها،
دستگاه‌ها و ماشین‌هایی می‌پردازد که از DNA استفاده می‌کنند. مهم‌ترین
عامل استفاده از DNA در الکترونیک، خاصیت منحصربه‌فرد آن در خودآرایی و
تشخیص است. از سوی دیگر هدایت الکتریکی ضعیف DNA یکی از موانع اصلی
استفاده از آن در نانوالکترونیک به شمار می‌رود. از این رو اضافه نمودن
اتم‌های فلزی به ساختمان آن می‌تواند عامل مهمی در افزایش هدایت و کاهش
محسوس در سطح مقاومت آن باشد. از زمانی که DNA به‌عنوان یک سیم برای
اتصال دو الکترود طلا مورد استفاده قرار گرفت، شاهد ورود زندگی(طراوت)
به دنیای فنی نانوالکترونیک بوده‌ایم.
در این تحقیق، امکان و نحوه انجام عمل فلزکاری نانوسیم DNA با نانوذرات
فلزی طلا و نقره مورد تحقیق قرار گرفته‌است؛ به این ترتیب نانوسیم‌های
DNA در شرایط ویژه، فلزنشانی شده و سرانجام نمونه‌های مورد مطالعه به‌وسیله
میکروسکوپ الکترونی عبوری(SEM) مورد بررسی قرار گرفته‌است.
در این تحقیق روش کاملاً جدیدی برای قراردهی نانوسیم‌های DNA بر سطح
سیلیکون ابداع شده و نتایج حاصل از آن، مؤید موفقیت روش مذکور است.
نانوذرات طلای سنتزشده در این تحقیق ویژگی‌های منحصربه‌فردی داشته و
طلاکاری نانوسیم‌های DNA با نانوذرات مذکور برای نخستین بار انجام گشته‌است،
همچنین از چهار روش به‌کاررفته در طلاکاری نانوسیم‌های DNA، دو روش
کاملاً جدید هستند. در قسمتی دیگر از تحقیق حاضر، نانوذرات نقره به روش
سیدینگ و احیا بر نانوسیم‌های DNA برهنه، رشد نموده و ترکیباتی از نقره
بر سطح DNA تشکیل گردیده‌است. در انجام هرکدام از روش‌های نام‌برده
شرایط مختلف زمانی اعمال شده‌است تا نتایج با یکدیگر مقایسه گردند.
نتایج حاصله نشان‌دهنده کیفیت مناسب برخی از روش‌ها و شرایط خاص برای
عمل فلزکاری نانوسیم‌های DNA با فلزات طلا و نقره ‌است. نانوذرات طلای
سنتزشده در ایت تحقیق با دستگاه تحلیل اندازه ذرات به روش تفرق پویای
نور(Dynamic Light Scattering Nanoparticle Size Analyzer)، مورد بررسی
قرار گرفته و اندازه نانوذرات در محدوده قطعی ۶/۶ الی ۴/۱۱ نانومتر
گزارش شده‌است. بیشترین ذرات مشاهده‌شده(۵/۲۷درصد) به ‌اندازه ۷/۸
نانومتر گزارش شده و ۷۱ درصد از ذرات در محدود اندازه ۶/۷ الی ده
نانومتر گزارش گردیده‌اند. علاوه ‌بر این، قطر نانوسیم‌های تولیدشده در
روش‌های مختلف در دامنه ۳۳ تا ۱۲۵ نانومتر در مورد نانوذرات طلا، و ۱۵۰
الی ۳۰۰ نانومتر در مورد نانوذرات نقره، گزارش گردیده‌اند. نانوسیم‌های
مذکور در سه اندازه به طول‌های ۸/۲، ۱۵/۴ و ۵/۹ میکرومتر تولید شدند.
در این پروژه در اکثر موارد، برای بررسی نانوسیم‌های تولیدشده، فواصل
نامطلوب(Gaps) در نانوسیم‌های تشکیل‌شده، وجود نداشته‌است.
نتایج این کار تحقیقاتی به‌صورت یک مقاله ISI و سه مقاله در
کنفرانس‌های داخلی ارائه شده‌است.