به‌تازگی دانشمندانی از آلمان و هنگ‌کنگ، روش جدیدی ابداع کرده‌اند که به آنها
امکان می‌دهد تا لوله‌هایی از جنس فلز خالص و اکسید و همچنین بسیاری از ترکیبات
دیگر را به شکل کنترل‌شده‌ای بسازند. آنها یک روش کلی برای ساخت میکرولوله‌ها و
نانولوله‌هایی با ابعاد مشخص(که از لایه‌های جامدِ نازکی که به شکل انبوه تولید
می‌شوند) ارائه کرده‌اند. گفتنی است که این روش، راهی ارزان برای ساخت
میکرولوله‌ها و نانولوله‌ها، همچنین مجتمع‌سازی آسانِ آنها بر روی یک تراشه
واحد به‌‌شمار می‌رود.
غشاهای نانومقیاس در نزد محققان مقبولت بالایی دارند. این مواد علاوه بر
نانوفیلترسازی در حوزه‌هایی چون الکترونیک انعطاف‌پذیر، حسگرهای فوق حساس،
نانوپزشکی و تحقیقات زیست‌مولکولی، کاربردهای بسیار دیگری نیز دارند. در بسیاری
از این کاربردها، نانوغشاهایی لازم است که در ساختارهای سه‌بعدی‌ای چون لوله‌ها،
مارپیچ‌ها، حلقه‌ها یا صفحاتِ برآمده، ساختاردهی شوند.
تاکنون لوله کردن لایه‌های فوق نازک شدیداً محدود به نوع ماده بوده و در
بیشتر موارد، برای این کار به لایه‌های نیمه‌رسانای هم‌بافته نیاز بود. برای
ساخت چنین لوله‌هایی اغلب به یک فرایند حکاکی گزینشی نیاز بود تا به این شکل،
نانوغشاها از زیرلایه خود جدا شوند؛ اما این فرایند، در بسیاری از موارد، ماده
نانوغشا را نیز حل می‌کرد.
دکتر یانگفنگ مِی از مؤسسه‌ی علوم نانوی تجمعی در IFW Dresden، درباره کشف اخیر
گفت:«ما دریافتیم که می‌توان دسته وسیعی از لایه‌های جامد نازکِ کشیده‌شده را
از یک زیرلایه جدا کرده، به صورت نانوغشا درآورد. این لایه‌های جامد بر روی
لایه‌های حذف‌شونده پولیمری، رسوب‌دهی می‌شوند. نانوغشاهایی که به این شکل
تولید می‌شوند، اساساً بر روی هر نوع زیرلایه‌ای(به‌عنوان مثال شیشه یا
سیلیکون)، به‌صورت خودبه‌خود به میکرولوله یا نانولوله تغییر شکل می‌دهند».
دکتر اولیور اشمیت، سرپرست این گروه، می‌گوید:«فناوری ما با حوزه‌های علمی
مختلفی چون فوتونیک و حتی فیزیک‌ِ زیستی مرتبط است و ما تشدیدکننده‌های حلقوی
نوری، حسگرهای مغناطیسی سیالی، میکروجت‌های کنترل‌شونده از راه دور و
کانال‌های محدودشده دوبعدی برای هدایتِ رشد سلولی را به نمایش می‌کشیم».
در این روش، یک نانوغشای غیر آلی دارای تنشِ اولیه، در دماهای پایین بر روی یک
لایه حذف‌شونده پولیمری رسوب‌دهی شده، سپس این نانوغشا از طریق حذف و برداشتن
لایه حذف‌شونده با یک حلال، از سطح زیرلایه مذکور جداسازی می‌شود. این فرایند،
به لوله شدن غشا می‌انجامد. می عنوان می‌کند که با انتخاب شاخص‌های صحیحی برای
این فرایند، می‌توان کنترل کاملی بر روی قطر لوله داشت. وی با اشاره به اینکه
این شاخص‌ها کاملاً مستقل از هم نیستند، اظهار داشت که برای هر ماده جدید و
ترکیبی از مواد در لایه‌های غیر هم بافته، استفاده از مهندسی کرنشِ پیشرفته
ضروری است.
به عقیده این محققان انتخابی ویژه در مواد و ترکیبات آنها به همراه کنترل
سازگاری زیستی و اندازه، شکل و هندسه دقیق، ممکن است درهای جدیدی را به‌سوی
نانومواد جدید و میکروسیستمِ زیست‌تحلیلی پیشرفته باز کند. می و همکارانش
هم‌اکنون در تلاشند تا با استفاده از فناوری خود، برای تحویل داروها در مناطق
از‌پیش‌تعیین‌شده موتورهای میکروجت خودرانده‌شونده سریعی را بسازند. آنها عنوان
می‌کنند که چنین میکروماشین‌های مصنوعی‌ای می‌تواند به‌صورت خودگردان عمل کرده،
همانند میکروارگانیسم‌های زیستی، انرژی شیمیایی یک محیطِ موضعی را به انرژی
جنبشی مورد نیاز برای حرکتشان تبدیل کنند.
این گروه با استفاده از یک نانوغشای چندلایه لوله‌شده از جنس
تیتانیوم/آهن/طلا/نقره، یک میکروجت لوله‌ای کاتالیستی ساخته‌اند. می درباره این
میکروجت گفت:«در درون این میکروجت، از طریق یک واکنش کاتالیستی که بین پروکسید
هیدروژن و دیواره داخلی نقره‌ای لوله رخ می‌دهد، پروکسید هیدروژن به حباب‌های
اکسیژن و آب تجزیه می‌شود.» نیرویی که از خروج این حباب‌ها به دست می‌آید،
موجب حرکت سریع میکروجت می‌گردد.
نتایج این تحقیق در نشریه Advanced Materials به چاپ رسیده‌است.
|
