تولید ابرمیکروالکترودهای دیسک‌مانند مبتنی بر نانولوله‌های کربنی تک‌دیواره

اخیراً محققان دانشگاه وارویک به نام‌های یوآنا دومیتریسکو، پروفسور جولی مکفرسون،
پروفسور پاتریک آنوین، و نیل ویلسون، مقاله‌ای در Analytical Chemistry منتشر
کرده‌اند. این محققان با استفاده از نوعی رسوب‌دهی شیمیایی بخار و لیتوگرافی،
ابرمیکروالکترودهای دیسک‌مانند مبتنی بر نانولوله‌های کربنی تک‌دیواره تولید
کرده‌اند. نانولوله‌ها روی یک سطح صاف به صورت تصادفی اما نسبتاً منظم رسوب
می‌کنند. این نانولوله‌ها آنقدر باهم تداخل می‌کنند که یک میکرومدار فلزی منفرد
کامل را در طول دیسک نهایی ایجاد نمایند. جالب این است که این نانولوله‌ها کمتر از
یک درصد سطح دیسک را می‌گیرند.

ویژگی نهایی ذکر شده موجب می‌شود این ساختارها برای ایجاد حسگرهای فوق‌حساس بسیار
سودمند باشند. مساحت سطحی پایین قسمت رسانا بدین معناست که این ساختارها می توانند
نویز زمینه را حذف کرده و بر نسبت پایین شدت سیگنال به نویز فائق آیند؛ بدین ترتیب
این ساختارها هزار مرتبه از حسگرهای ابرمیکروالکترودی معمول حساس‌تر هستند. این
ویژگی همچنین موجب ایجاد پاسخ بسیار سریع در این سیستم شده و سرعت پاسخگویی آنها را
تا ۱۰ برابر ابرمیکروالکترودهای مورد استفاده فعلی افزایش می دهد.

از آنجایی که این ابرمیکروالکترودها مبتنی بر کربن هستند، امکان استفاده در محدوده
وسیعی از کاربردهای زیستی را نیز دارند. زیست‌سازگاری کربن در تقابل مستقیم با
مشکلات روشنی است که پلاتینیوم و سایر روبشگرهای فلزی برای بافت زنده ایجاد
می‌کنند. این گروه تحقیقاتی بررسی استفاده از ابرمیکروالکترود مبتنی بر کربن خود را
برای اندازه‌گیری سطح انتقال عصبی آغاز کرده‌اند.

این میکروالکترود جدید قابلیت‌هایی برای استفاده به عنوان کاتالیزور درپیل‌های
سوختی نیز دارد. محققان از قبل می‌دانستند که این شکل از نانولوله‌های کربنی برای
استفاده در حوزه کاتالیست بسیار سودمند هستند، اما مطمئن نبودند که ویژگی‌های خود
نانولوله‌ها موجب این سودمندی می شود یا اینکه ناخالصی‌های موجود در هنگام تولید
این خاصیت را برای آنها ایجاد می کنند. حال این محققان توانسته‌اند با استفاده از
این روش آرایش نانولوله‌های کربنی نشان دهند که ویژگی‌های خود نانولوله‌های کربنی،
استفاده از آنها را به عنوان کاتالیزور امکان پذیر و سودمند می‌سازد.

این روش جدید آرایش نانولوله‌های کربنی در آینده می‌تواند مزایایی برای کاربردهای
کاتالیزوری ایجاد نماید، همانگونه که محققان وارویک توانسته‌اند از رسوب‌دهی
الکتریکی برای ایجاد سریع و آسان روکش‌های فلزی خاص روی شبکه‌های میکروالکترودی
نانولوله‌ای استفاده کنند. این قابلیت برای استفاده از نانولوله‌های کربنی
تک‌دیواره به عنوان کاتالیزور در فناوری پیل سوختی بسیار مفید خواهد بود.