روشی ساده و ارزان برای تولید الیاف پنبه‌ای رسانا

در تحقیق اخیری که صورت گرفته است، پیشنهاد ساخت نخ‌های پنبه‌ای رسانای تغییریافته با نانولوله‌های کربنی مطرح شده است. این پیشنهاد یک راه‌حل ساده و در عین حال با کاربردهای زیاد است که پارامترهای زیادی را فرای راه‌حل‌های موجود در اختیار پژوهشگران قرار می‌دهد.

الیاف الکترونیکی اولیه حجیم بوده و پوشاک‌های ساخته شده از آنها زیاد به مزاق کاربر آنها خوش نمی‌آمد؛ این الیاف پز از سیم و حسگر بوده و برای تولید انبوه مناسب نبودند. اما با ساخت ترانزیستورها به صورت نخ به‌وسیله‌ی محققان، سرمایه‌گذاری عمومی در این زمینه شروع به افزایش کرده (به‌عنوان مثال پروژه PROTEX اروپا را در این زمینه ببینید) و پیشرفت‌های حاصل شده در عرصه فناوری نانو نویدبخش ایجاد تحولات بزرگ در زمینه الیاف الکترونیکی جدید شدند. در تحقیق اخیری که صورت گرفته است، پیشنهاد ساخت نخ‌های پنبه‌ای رسانای تغییریافته با نانولوله‌های کربنی مطرح شده است. این پیشنهاد یک راه‌حل ساده و در عین حال با کاربردهای زیاد است که پارامترهای زیادی را فرای راه‌حل‌های موجود در اختیار پژوهشگران قرار می‌دهد.

دکتر نیکلاس کوتوف می‌گوید: «با وجودی که تلاش زیادی برای ساخت نخ‌های نانولوله‌ای یا آغشته نمودن الیاف پارچه با نانولوله‌های کربنی صورت گرفته است، اما عمده کارهای انجام شده برای تغییر الیاف با نانومواد، با استفاده از نانوذرات صورت گرفته است. نانوذرات فلزی یا نیمه‌رسانا برای ایجاد خواص مختلفی همچون رنگ‌های درخشان مد، خاصیت ضدباکتریایی، محافظت در برابر اشعه ماورای بنفش، مقاومت در برابر چروک، و ضد بو به پارچه‌ها اضافه شده‌اند».

کوتوف و همکارانش روشی برای روکش دادن نخ پنبه‌ای معمول با نانولوله‌های کربنی تک‌دیواره و چنددیواره و پلی‌الکترولیت‌ها توسعه داده‌اند. این دانشمندان بیان می‌کنند که روش آنها یک فرایند سریع، ارزان، ساده، و با قابلیت افزایش مقیاس برای تولید الیاف الکترونیکی است.

کوتوف می‌افزاید: «نمونه‌ای که ما ساخته‌ایم، رسانایی الکتریکی بالایی داشته و به دلیل تغییر اتصالات تونلی میان نانولوله‌ها، خواص جالبی از خود نشان می‌دهد. زمانی که آنتی‌آلبومین به نمونه الیاف پنبه-نانولوله کربنی اضافه شد، این الیاف تبدیل به یک زیست‌حسگر گردید که به صورت انتخابی و کمی توانست آلبومین راشناسایی کند. می‌توان از این روش برای شناسایی پروتئین‌ها و زیست‌مولکول‌های دیگر نیز بهره برد».

پروفسور کوتوف استاد مهندسی شیمی دانشگاه میشیگان بوده و با محققانی از دانشکده علوم مواد و مهندسی زیست‌پزشکی، و همچنین با گروه پروفسور چوآنلای زو از دانشگاه جیانگنان چین در این پروژه همکاری داشته است.

این محققان در فرایند ساده خود، الیاف پنبه‌ای معمولی را به صورت مکرر درون یک محلول حاوی نانولوله‌های کربنی فرو برده و سپس آن را خشک کردند. پس از انجام چندباره این کار، الیاف پنبه‌ای سانا شده و مقاومت الکتریکی آنها تا حد ۲۰ اهم بر سانتی‌متر کاهش یافت. جالب این است که پس از خشک شدن نانولوله‌های کربنی روی الیاف، نمی‌توان آنها را با استفاده از حلال، گرما، یا ترکیبی از هر دو از روی الیاف جدا کرد.

این پژوهشگران نتایج تحقیقات خود را به صورت آنلاین در شماره ۷ نوامبر ۲۰۰۸ در مجله Nano Letters منتشر کرده‌اند.