|
«هاله‌سازی نانوذره‌ای»، روش جدیدی است که دانشمندانی از آزمایشگاه ملی
آرگونه(Argonne) وابسته به وزارت انرژی ایالات متحده(DOE)، برای پایدارسازی کلوئیدی
ابداع کرده‌اند. این روش می‌تواند به پیدایش راهی جدید برای کنترل پایداری برخی از
مخلوط‌های معلق کلوئیدی منجر گردد. به‌تازگی دانشمندان آرگونه، با همکاری محققانی
از دانشگاه ایلینویز توانسته‌اند تا راز ساختار هاله نانوذره‌ای را کشف کنند.
یک شیشه شیر با چشم غیر مسلح به شکل مایع دیده می‌شود؛ اما در زیر میکروسکوپ دارای
گلبول‌ها یا ذرات کوچکی است که در مایع معلق هستند. به چنین ماده‌ای «کلوئید» گفته
می‌شود. برای پایداری کلوئید‌ها باید یک تعادل ظریف و دقیق میان نیروهای مخالف
برقرار شود؛ نیروهای جاذبه باید با نیروهای دافعه تطابق داشته باشند.
در هاله‌سازی نانوذره‌ای، نانوذراتِ بسیار باردار و میکروکره‌های کلوئیدی ـ که بار
آنها قابل صرف نظر کردن است ـ با یکدیگر ادغام می‌شوند. نانوذراتِ مذکور در اطراف
میکروکره‌ها به‌صورت خود به خود مرتب گردیده، ساختار هاله‌شکلی را ایجاد می‌کنند که
موجب پایداری محلول می‌شود. این راهکار جدید برای تولید مواد در روش‌های سنتی قابل
استفاده نیست.
ساختار هاله مذکور ـ که عامل اصلی پایدارسازی کلوئید است ـ همواره به‌صورت یک راز
بوده‌است؛ زیرا نانوذرات ایجادکننده هاله، صد بار کوچک‌تر از میکروکره‌هایی هستند
که به‌وسیله نانوذرات احاطه گردیده‌اند. دانشمندان آرگونه، با استفاده از پرتو‌های
ایکسی ـ که از طریق چشمه فونونی پیشرفته آرگونه(APS) تولید شده بودند ـ و با همکاری
محققانی از دانشگاه ایلینویز، موفق به کشف راز ساختار هاله نانوذره‌ای را کشف شدند.
این محققان با استفاده از یک ابزار پراکنده‌سازی اشعه ایکس در زوایای بسیار
کوچک(USAXS) در APS، دریافتند که نانوذرات مورد منظر در فاصله‌ای کوچک از سطح
میکروکره‌ها لایه منظمی با وابستگی پایین ایجاد می‌کنند. این کشف منجر به ایجاد این
احتمال می‌شود که جاذبه‌ای ضعیف بین نانوذره و میکروکره وجود دارد. به این ترتیب
پیش‌بینی‌های نظریه پیشین ـ که ادعا می‌کردند هاله مورد نظر تنها در چنین محیطی
قابل تشکیل است ـ تأیید می‌گردد.
فان زنگ از آرگونه که در این اکتشاف نقشی داشته‌است، می‌گوید: «از آنجایی که ما یک
متدولوژی برای تعیین ساختار هاله نانوذره‌ای پی‌ریزی نموده‌ایم، کشف ما راه را برای
بررسی نظام‌مند تمام نمودارهای فاز نانوذره-میکروکره ـ که مرتبط با این راهکار جدید
پایدارسازی کلوییدی هستند ـ هموار می‌کند».
نتایج این بررسی در نشریهLangmuir به چاپ رسیده‌است.
|
