رفتار اسرار‌آمیز نانولوله‌های کربنی

دستاورد اخیری که توسط میکروسکوپ‌های الکترونی عبوری همراه با نمونه‌ای ‌از میکروسکوپ پرابی روبشی یکپارچه حاصل شده منجر به مشاهدات و آنالیز مواد به‌طور بی‌سابقه‌ایی شده است.

دستاورد اخیری که توسط میکروسکوپ‌های الکترونی عبوری همراه با نمونه‌ای ‌از میکروسکوپ پرابی روبشی یکپارچه حاصل شده منجر به مشاهدات و آنالیز مواد به‌طور بی‌سابقه‌ایی شده است.

جیانیو هوآنگ از آزمایشگاه‌های ملی ساندیا، با استفاده از این فناوری، به‌طور همزمان خصوصیات الکتریکی و مکانیکی نانولوله‌های کربنی را مطالعه کرد. وی یک نانولوله کربنی چندجداره را در بین پایه استیج مذکور و نوک پراب نگاه ‌داشته، سپس یک جریان الکتریکی از درون لوله عبور داد تا به این شکل، آن را تا دمایی خاص گرم کند(البته او می‌توانست با استفاده از این نوک، لوله را کشیده، طولش را زیاد کند). در حین این فرایند، همواره اندازه‌گیری‌های الکتریکی و نیرو انجام و نتایج آنها ضبط شد و هر دو ثانیه یک بار، یک عکسِ میکروسکوپ الکترونی عبوری گرفته می‌شد.

هوآنگ در پنجاه و پنجمین نشست و نمایشگاه بین‌المللی AVS، نحوه اتصال عکس‌های میکروسکوپ الکترونی عبوری گرفته‌شده از یک نانولوله تک‌جداره به یکدیگر را توضیح خواهد داد. این نانولوله تک‌جداره در میان محفظه موجود در هسته یک نانولوله چندجداره، رشد کرده‌است. فیلم کوتاهی که به این شکل تهیه شده،‌ به‌روشنی به یکی از پرسش‌های قدیمی در خصوص نانولوله‌های کربنی پاسخ می‌دهد: «در حین شکل‌گیری نانولوله، انتهای آزادِ یک نانولوله در حال ‌رشد، یک لوله باز نیست، بلکه به شکل کلاهکِ بسته‌ای است».

اخیراً یکی دیگر از متخصصان پیشرو در زمینه نانولوله‌ها به‌نام سومیو لیجیما از ژاپن، هم به نتیجه مشابهی دست پیدا کرده‌است. شناسایی ساز و کار رشد نانولوله، برای ساخت نانولوله‌هایی با ساختار دلخواه یا کایرالیتی(chirality) که برای ابزارهایی چون ترانزیستورهای میدان ‌اثر مورد نیاز است، ضروری است.

هوآنگ در تحقیق پیشین خود، با استفاده از همین فناوری، تغییر شکل ناکشسان بی‌سابقه‌ای را در نانولوله‌های کربنی تحت‌ کشش، و در این تحقیق باکی‌بال‌های پوسته‌بسته درون نانولوله‌های کربنی چندجداره را مشاهده کرده‌است. همکاران وی از دانشگاه رایس، پس از مدل‌سازی این داده‌ها، توضیح دادند که چگونه اصول جابه‌جا‌شدگی معمول و موجود، می‌تواند برای توجیه رفتار مشاهده‌شده در نانولوله‌ها، اصلاح شود.