پیشرفت بزرگ در تصفیه و جداسازی نانومیله‌های تصفیه‌کننده

کاشف این روش به نام اوگن زوبارف، یک استادیار شیمی دانشگاه رایس، و همکارش
بیشنو خانال، یک دانشجوی کارشناسی ارشد، است. روش جدیدِ تصفیه زوبارف، بیش از
۹۹ درصد از ناخالصی‌های نانومیله‌های طلایی را تصفیه می‌کند. این روش، از نوع
روش‌های فراورش و ساختی است که در گزارش مهم سال گذشته دولت فدرال آمریکا در
خصوص بررسی قابلیت اقتصادی فناوری‌نانو، آورده شده‌است.

نانومیله‌های مطالعه‌شده به‌وسیله زوبارف و خانال، حدود ۲۵ نانومتر قطر و حدود
۲۵۰ نانومتر طول دارند. قطر یک تک‌اتم طلا تنها در حدود یک‌سوم یک نانومتر است؛
از این رو سطح‌ مقطع هر نانومیله، تنها از چند هزار اتم طلا تشکیل یافته‌است.
این نانومیله‌ها به‌دلیل شکل تیز خود در معرض نور، الکتریسیته و میدان‌های
مغناطیسی، رفتاری متفاوت با کره‌ها یا دیسک‌هایی از خود نشان می‌دهند که تعداد
اتم مشابهی دارند.

نانومیله‌ها با ادغام چندین ماده شیمیایی، در یک فرایند دقیق و چندمرحله‌ای
ساخته می‌شوند. در این روش، شکل‌های دیگری از نانوذرات طلا نیز ساخته می‌شوند
که کره‌ها و صفحات تخت از این دست به شمار می‌روند. پیش از این، محققان راهی
برای جداسازی و حذف کره‌ها یافته بودند که در آن، نانومیله‌ها و نانوصفحات
به‌تدریج در ته مخلوط ته‌نشین شده و کره‌ها همراه با مایع، از آنها جداسازی
می‌گردند.

زوبارف و خانال اشاره کردند که نانومیله‌ها و نانوصفحاتی که در باقی‌مانده
محلول وجود دارند، پس از اضافه ‌نمودن یک محلول از یون‌های طلا، به‌صورت توده
درمی‌آیند. آنها دریافتند که نانوصفحات بسیار سریع‌تر از نانومیله‌ها توده
می‌شوند و کشف کردند که می‌توان از طریق تنظیم و کنترل این فرایند، نانوصفحات
را جدا کرده، محلول‌های نانومیله‌ای تولید کنند که خلوصی بیشتر از ۹۹ درصد
دارند؛ این در حالی است که بنا به اظهارت زوبارف، این مقدار در بهترین روش‌های
ساخت کنونی، تنها در حدود ۲۰ درصد است. وی گفت:«شکل نانوذره‌ نقشی مهم در تعیین
بسیاری از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آن دارد؛ از این رو هنگامی که چهار ذره از
پنج ذره موجود در یک دسته، شکلی نادرست داشته باشد، مشکلات بسیار بزرگی را برای
کاربردهای عملی و تجاری‌سازی ایجاد خواهد کرد.»

تنظیم خصوصیاتِ وابسته به شکل و اندازه نانوذرات، اهمیت بسیار زیادی برای صنعت
فناوری‌نانوی نوظهور در ایالات متحده دارد. این کشور از سال ۲۰۰۰ تاکنون، بیش
از هشت میلیارد دلار بر روی تحقیق و توسعه فناوری‌نانو سرمایه‌گذاری کرده‌است و
بنیاد ملی علوم پیش‌بینی می‌کند که بازار جهانی محصولات فناوری‌نانو تا سال
۲۰۱۵ به حدود هزار میلیارد دلار خواهد رسید. طبق برنامه راهبردی ۲۰۰۷ ایالات
متحده، این کشور نیازمند روش‌های فراورش و ساختی است که به تهیه نانومواد
باکیفیت و خالص می‌انجامند.

نتایج این تحقیق در نشریه Journal of the American Chemical Society به چاپ
رسیده‌است.