تولید ساختارهای پیچیده از نانولوله‌های کربنی تک‌دیواره با استفاده از یک فرایند جدید

گروهی از محققان مرکز مهندسی و علوم نانومقیاس برای نانوساخت سریع (CHN: متعلق
به بنیاد ملی علوم، NSF) در دانشگاه نورث وسترن، شبکه‌ای از نانولوله‌های کربنی
تک‌دیواره (SWNT) الگودهی شده پیچیده در مقیاس وسیع تولید نموده‌اند. این
محققان که رهبری آنها را دکتر احمد بوسناینا، مدیر CHN، و پروفسور یونگ-جون
جونگ بر عهده دارند، ساختارهای نانومقیاس پیچیده‌ای از نانولوله‌های کربنی تک‌دیواره
با دقت بالا تولید نموده‌اند؛ این کار می‌تواند مبنایی برای حل مشکل اصلی صنعت
نانوساخت (جایگذاری دقیق نانولوله‌های کربنی تک‌دیواره) باشد.

نتایج این کار تحقیقاتی به صورت آنلاین در مجله American Chemical Society
منتشر شده است. هزینه این کار توسط بنیاد ملی علوم تأمین شده است.

این پژوهشگران از یک فرایند آرایش سیالی هدایت‌شده توسط یک نانوالگو برای
جایگذاری دقیق نانولوله‌های کربنی تک‌دیواره روی یک ویفر سیلیکونی بهره بردند.

استفاده از این فرایند آرایش سیالی برای آرایش نانولوله‌های کربنی تک‌دیواره
امکان کنترل دقیق در مقیاس نانو را فراهم می‌کند. انجام یک فرایند سطحی روی
بستر یا ویفر موجب شد که نانولوله‌ها به شدت روی سطح جذب شوند. در نتیجه این
محققان توانستند ساختارهای کاملاً سازماندهی شده از نانولوله‌های کربنی
تک‌دیواره در ابعاد و اشکال مختلف ایجاد کنند.

این روش آرایش را می‌توان تا مقیاس چند نانومتر گسترش داده و طول ساختار را تا
۱۲ ویفر افزایش داد.

بوسناینا می‌گوید: «این فرایند جدید کمک می‌کند فهم بهتری از مکانیسم بنیادی
حاکم بر نحوه آرایش نانولوله‌های کربنی تک‌دیواره داشته و در نهایت بتوانیم
ساختارها و شبکه‌های نانومقیاس بزرگ (در حد ویفر) از نانولوله‌های کربنی
تک‌دیواره را تولید نماییم».

کاربردهای بالقوه این ساختارهای پیچیده عبارتند از ترانزیستورها، سیستم‌های
اتصالی افقی متقابل، مواد مبتنی بر نانولوله‌های کربنی تک‌دیواره، و انواع
مختلفی از حسگرها، باتری‌ها، پیل‌های فتوولتائیک، و کاربردهای پزشکی و
زیست‌‌فناوری.

محققان دیگری نیز از دانشگاه نورث وسترن در این پروژه فعالیت داشته‌اند که
عبارتند از دکتر سیواسوبرامانیان سومو، دکتر یولند اچگوین سانز، و لیلا جابر
انصاری و میونگ گوان هالم، دانشجویان تحصیلات تکمیلی دانشگاه.