|
در سال‌های اخیر پیشرفت‌های زیادی در زمینه سنتز سیستم‌های نانوماده‌ای هیبریدی (از
جمله نانولوله‌های کربنی) و کاربرد آنها صورت گرفته است. یکی از کارهای صورت گرفته،
تغییر ویژگی‌های فیزیکی نانولوله‌ها با استفاده از اجزای آلی، معدنی، زیستی، و
تولید نانولوله‌های عاملدار برای کاربردهای بیشتر است. در یکی از این سیستم های
هیبریدی، بسترهای نانولوله‌ای نظم‌یافته (جنگل نانولوله‌ای) بهعنوان یک داربست سه‌بعدی
طبیعی عمل می‌کند. آرایش مطلوب نانوذرات روی محل‌های هدفگیری شده در این داربست سه‌بعدی،
سیستم‌های نانوماده‌ای هیبریدی جدیدی با معماری منحصربه فرد ایجاد می‌کند که از
گروه‌های عملی مختلفی تشکیل شده‌اند.
مثلاً این جنگل نانولوله‌ای کربنی می‌تواند بهعنوان بستری برای آرایش کنترل‌شده
نانوذرات نیمه‌هادی مختلف، همانند نقاط کوانتومی عمل کند. نانوماده هیبریدی حاصل
ویژگی‌های نوری و الکترونیکی متفاوتی نسبت به نانولوله کربنی دارد.
دکتر کرنگ هارسو استادیار دانشکده فیزیک دانشگاه ملی سنگاپور (NUS) می‌گوید: «نقاط
کوانتومی ویژگی‌های قابل تنظیم اپتیکی و الکترونیکی وابسته بهاندازه دارند که از
خاصیت محدودیت کوانتومی ناشی می‌شود. این ویژگی آنها را به کاندیداهای مناسبی برای
استفاده در پیل‌های خورشیدی و ابزارهای نورافشان تبدیل می‌کند».
دکتر سو و همکارانش از دانشکده شیمی و موسسه نانوعلم و نانوفناوری NUS روشی برای
ایجاد آرایه‌های الگودهی شده از نانولوله‌های کربنی چنددیواره آرایش شده با نقاط
کوانتومی ارائه داده‌اند.
در این روش، آرایه‌ای منظم از نانولوله‌های کربنی چنددیواره به‌هم‌پیچیده بهعنوان
بستری برای خشک کردن یک قطره حاوی نقاط کوانتومی مورد استفاده قرار گرفت. پس از
تبخیر قطره، نقاط کوانتومی روی این بستر باقی ماندند. سپس با استفاده از روش هرس
لیزری متمرکز focused laser pruning که برای ایجاد میکروقطعات تراش‌دهی شده سه‌بعدی
از نانولوله‌های کربنی مورد استفاده قرار می‌گیرد، میکروساختارهای نانولوله کربنی/نقطه
کوانتومی مختلفی ساخته شدند.
دکتر سو می‌گوید: «ما با استفاده از روش هرس لیزری متمرکز نه تنها بر مشکل به هم
خوردن الگوی نانولوله‌های کربنی که توسط قطره حاوی نقاط کوانتمی اتفاق می‌افتد،
غلبه کردیم، بلکه از طریق کنترل قدرت لیزر، توانستیم یک ماده کارکردی هیبریدی
چندرنگی/چندجزئی ایجاد نماییم».
جالب این است که نانولوله‌های کربنی چنددیواره می‌توانند بهعنوان یک نانوغربال
موثر برای جداسازی نقاط کوانتومی برمبنای اندازه آنها مورد استفاده قرار بگیرند. در
نتیجه نقاط کوانتومی مختلف که در مخلوط وجود دارند، جدا شده و روی بخش‌های متفاوتی
از جنگل نانولوله‌ای کربنی آرایش می‌یابند. این یعنی نانولوله‌های کربنی چنددیواره
بهعنوان یک غربال عمل می‌کنند که نقاط کوانتومی بزرگ را در خود نگه داشته و اجازه
عبور نقاط کوانتومی کوچک را از خود می‌دهند.
یافته‌های این تحقیق به صورت آنلاین در مجله ACS Nano منتشر شده است. (۱۱ ژوئن
۲۰۰۸)
|
