وقتی مواد تا حد نانومتری کوچک می‌شوند، خواص جدید، جالب و مفیدی از خود بروز می‌دهند، اما یکی از چالش‌های کلیدی در فناوری نانو، تشخیص این موضوع است که در مقیاس نانو چه تفاوت‌هایی در رفتار مواد حاصل می‌شود.
خاصیت آهنربایی یا مغناطیس، یکی از این خواص است که بسته به ابعاد مواد می‌تواند خیلی تغییر کند. اما اندازه‌گیری و مشاهده‌ی خاصیت مغناطیس مواد نانومقیاس، مانعی بر سر راه مطالعات این حوزه است.
اندازه‌گیری میدان‌های مغناطیسی نانومتری
وقتی مواد تا حد نانومتری کوچک می‌شوند، خواص جدید،
جالب و مفیدی از خود بروز می‌دهند، اما یکی از چالش‌های کلیدی در فناوری
نانو، تشخیص این موضوع است که در مقیاس نانو چه تفاوت‌هایی در رفتار مواد
حاصل می‌شود.
خاصیت آهنربایی یا مغناطیس، یکی از این خواص است که بسته به ابعاد مواد
می‌تواند خیلی تغییر کند. اما اندازه‌گیری و مشاهده‌ی خاصیت مغناطیس مواد
نانومقیاس، مانعی بر سر راه مطالعات این حوزه است.
محققان مؤسسه پلی تکنیک رنسلار (RPI) به روش جدیدی برای
تشخیص رفتارهای مغناطیسی در مقیاس نانو دست یافته‌اند. آنها برای این
منظور، فرایند جدیدی برای رشد یک نانولوله‌ی کربنی تک دیواره که با
نانوساختارهای کبالت پرشده است ارائه کرده‌اند. اندازه‌ی خوشه‌های کبالت
درون نانولوله‌ها بین یک تا ده نانومتر است.
این تیم تحقیقاتی پس از مطالعات فراوان به این نتیجه رسید که رسانایی
الکتریکی نانولوله‌های کربنی، آنقدر حساس است که می‌توان به کمک آن، خاصیت
مغناطیسی حاصل از این نانوساختارهای کبالت را تشخیص داد. گویا این اولین
نمونه از تشخیص خواص مغناطیسی آهنرباهایی به این کوچکی است که به کمک
نانولوله‌های منفرد ممکن شده است.
دکتر سواستیک کار، استادیار دانشکده فیزیک و نجوم دانشگاه رنسلار و مدیر
این تحقیقات درباره‌ی این پژوهش گفت: “خوشه‌های کبالت در این سامانه درون
نانولوله‌ها قرار گرفته‌اند، نه روی سطح آنها، لذا موجب پراکنش الکترون
(electron scattering) نشده و درنتیجه، بر خواص رسانش نانولوله‌ها تأثیر
ندارند. لذا از نگاه بنیادی، این نانوساختار ترکیبی یک نوع جدید از مواد
مغناطیسی به شمار می‌رود. “
دکتر ساروجی نایاک، یکی دیگر از استادیاران داشگاه رنسلار و عضو این تیم
تحقیقاتی نیز بیان داشت: “این نانوساختارهای هیبریدی جدید، مسیر جدیدی را
فراروی تحقیقات فیزیک بنیادی و فیزیک کاربردی باز خواهد نمود و راه را برای
ارتقای کارکرد در حوزه‌ی الکترونیک نانولوله‌های کربنی هموار خواد کرد و
می‌تواند در کاربردهای اسپینترونیک مورد توجه قرار گیرد. ”
از قابلیت‌های کاربردی این ماده‌ی جدید می‌توان به نسل جدیدی از حسگرهای
نانومتری برای تشخیص جریان، پیشرفت در ادوات ذخیره‌ی اطلاعات، اسپینترونیک
و دارورسانی هوشمند اشاره نمود.
نتایج این پژوهش با عنوان ” Detection of Nanoscale Magnetic Activity
Using a Single Carbon Nanotube ” در مجله‌ی Nano Letters منتشر شده است.
