|
اخیراً محققانی از مؤسسه ملی استانداردها و فناوری(NIST)، روش جدیدی برای دسته‌بندی
نانولوله‌های کربنی بر حسب طول ابداع کرده‌اند که در آن از سانتریفوژهای بسیار سریع
استفاده می‌شود. گفته می‌شود که مهم‌ترین مزیت این روش قابلیت ارتقای حجم تولید
نانولوله‌های باکیفیت و سهولت در رسیدن به تولید انبوه است.
متأسفانه، همواره روش‌های ساخت نانولوله‌های کربنی درصد زیادی نانوآشغال در مخلوط
مورد استفاده(توده‌هایی از کربن، دوده‌‌ی معمولی، ذرات فلزی مورد استفاده به‌عنوان
یک کاتالیست) تولید می‌کنند و نانولوله‌های ساخته‌شده دارای طیف بسیار گسترد‌ه‌ای
از اندازه(طول چند ده یا چند صد و یا چند هزار نانومتر) هستند.
در اکثر موارد، پالایش محصولات تولیدی امری ضروری است و برای بسیاری از کاربردهای
بالقوه باید نانولوله‌ها را بر حسب طول جداسازی کرد؛ مثلاً، در کاربردهای زیست‌پزشکی
نشان داده شده‌است که پذیرش نانولوله‌ها از سوی سلول‌ها ضرورتاً به طول آنها بستگی
دارد، همچنین نانولوله‌هایی که به‌عنوان اجزا در میکرومدارهای آینده استفاده می‌شوند
باید با محل کاری خود متناسب باشند. در کاربردهای نوری نیز طول نانولوله میزان جذب
یا تابش نور را تعیین می‌کند.
در سال ۲۰۰۶، محققان دریافتند که می‌توان نانولوله‌ها را از طریق چرخش آنها در یک
سیال چگال به‌وسیله یک سانتریفوژ بسیار سریع بر حسب کایرالیتی(chirality)، جداسازی
و دسته‌بندی کرد. در تحقیق اخیر، یک گروه از محققان NIST، نشان دادند که شکل دیگری
از فرایند مذکور می‌تواند نانولوله‌ها را بر حسب طول دسته‌بندی کند. نانولوله‌ها در
حال چرخش در لوله سانتریفوژ به‌سمت یک نقطه تعادل ـ که با خاصیت شناوری آنها تعیین
می‌شود ـ حرکت می‌کنند. محققان NIST نشان داده‌اند که به‌دلیل وجود اصطکاک،
نانولوله‌ها با سرعت‌های مختلفی ـ که به طولشان بستگی دارد ـ به‌سمت نقطه تعادل
می‌روند.
جفری فاگن(Jeffrey Fagan)، یکی از اعضای این گروه تحقیقاتی، در این باره
می‌گوید:«با به چرخش درآوردن سانتریفوژ، مشاهده می‌کنیم که نانولوله‌های بلندتر،
حرکت سریع‌تری دارند. ما به نوعی به برگزاری مسابقه در بین نانولوله‌ها اقدام کردیم
و دیدیم که نانولوله‌های بلندتر در زمان‌های مساوی، مسافت‌های بیشتری را طی
می‌کنند. سرانجام، این نانولوله‌ها به اندازه‌ای از بقیه نانولوله‌ها فاصله گرفتند
که ما توانستیم به‌دقت لایه‌ها را بیرون کشیده، طول‌های مختلف را جداسازی کنیم».
بنا به اظهارات این محققان، نکته قابل توجه در این روش این است که برخلاف سایر
روش‌های جداسازی نانولوله‌ها بر حسب طول، روش مذکور تنها روشی است که قابلیت
به‌کارگیری در تولید انبوه و تجاری را دارد، همچنین این روش بسیاری از آشغال‌های
نامطلوب، به‌ویژه ذرات فلزی را از مخلوط حذف می‌کند.
نتایج این تحقیق در نشریه Advanced Materials به چاپ رسیده‌است.
|
