ساخت روکشی برای قطرات مواد نفتی با نانوذرات

پالیکل آجایان پروفسور مهندسی مکانیک و علم مواد در دانشگاه رایس است و
هدایت‌کننده این تحقیق، در این باره می‌گوید:«یکی از این ساختارهای پرکاربرد
فناوری‌نانو، «خاک هوشمند» است که در سطح دنیا کارکردهای متفاوتی داشته‌است.
پیش از این، این ماده در پاک‌سازی آلودگی‌ها مورد استفاده قرار گرفته‌است و روش
ما ایده نانومواد خود مونتاژشونده و وظیفه‌دار را یک گام به حقیقت نزدیک‌تر
نمود».

این محققان، نانوسیم‌های چندتکه ـ که همانند «عصاهای نانومقیاس» بودند ـ را از
طریق اتصال دو نانوماده‌‌‌‌‌‌ با خواص متفاوت ـ همانند پاک‌کنی که انتهای مداد
چوبی متصل می‌گردد ـ تولید کردند. آنها فرایند ساخت را ابتدا با نانولوله‌های
کربنی آغاز کردند و به بخش‌های بالایی آنها، قطعات کوچکی از طلا متصل کردند.
آجایان عنوان کرد که آنها می‌توانند با افزودن قطعاتی با جنس‌های متفاوت
(همانند نیکل)، نانوساختارهای چندمنظوره و چندکاره‌ای بسازند.

انتهای طلایی این سیم، آب‌دوست یا هیدروفیلیک است؛ در حالی که انتهای کربنی
سیم، آب‌گریز یا هیدروفوبیک است. کیسه‌های نازکی که تمام سلول‌های زنده را
احاطه کرده‌اند و مانع نفوذ آب هستند، از به هم پیوستن ردیف‌هایی از مواد
شیمیایی هیدروفیلیک و هیدروفوبیک تشکیل می‌گردند. ساختارهای کیسه‌شکلی که در
این تحقیق ساخته شده‌اند نیز ساختاری مشابه دارند.

این گروه نشان دادند که قطرات کوچک روغن و نفتِ معلق در آب، به‌دلیل تمایل
ساختارهای مورد نظر به هم‌جهت کردن انتهای کربنی خود با روغن یا نفت، به‌صورت
کپسول درمی‌آیند. با معکوس ساختن این شرایط (معلق شدن قطرات کوچک آب در روغن یا
نفت) آنها توانستد تا انتهای طلایی سیم را به‌سمت داخل متمایل کرده، آب را
به‌صورت کپسول درآورند. بنا به گفته محققان، قطرات روغن یا نفتِ معلق در آب
به‌دلیل نمای بیرونی طلایی، زردِ روشن به نظر می‌رسد؛ در حالی که قطرات کوچک آب
در درون روغن یا نفت، به‌دلیل رنگ نانولوله‌های کربنی، تیره هستند.

هم‌اکنون این گروه قصد دارند تا به کمک نانوعصاها، کره‌هایی بسازند که مواد
شیمیایی روغنی و نفتی را جذب و تجزیه نمایند، همچنین می‌توان داروها را به این
نانوعصاها متصل کرد و به‌صورت کنترل‌شده و با یک تحریک خارجی(مانند تابش نور
فرابنفش و یا اعمال میدان‌های مغناطیسی) آنها را آزادسازی نمود.

نتایج این تحقیق در نشریهNano Letters به چاپ رسیده‌است.