خودآرایی نانولوله‌ها در محیط اسیدی

پژوهشگران مؤسسه‌ی ملی استاندارد و فناوری (NIST) و دانشگاه رایس، با استفاده از اسیدهای زیستی به روشی ارزان دست یافته‌اند که آنها را قادر به تولید خطوط منظمی از نانولوله‌های کربنی می‌کند. از محصولات این روش می توان برای مطالعه خواص نانولوله‌ها استفاده نمود.

پژوهشگران مؤسسه‌ی ملی استاندارد و فناوری (NIST) و
دانشگاه رایس، با استفاده از اسیدهای زیستی به روشی ارزان دست یافته‌اند که
آنها را قادر به تولید خطوط منظمی از نانولوله‌های کربنی می‌کند. از
محصولات این روش می توان برای مطالعه خواص نانولوله‌ها استفاده نمود.

محققان NIST در جستجوی راهی بهتر برای غربال کردن و خالص‌سازی نانولوله‌های
کربنی و دسترسی به نمونه‌های استاندارد از این ماده، از یک اسید صفرا (bile
Acid) برای پوشش دادن نانولوله‌ها و جلوگیری از به‌هم چسبیدن آنها استفاده
کردند. اسیدهای صفرا فعال‌سازهای سطحی (سورفکتانت) زیستی هستند که مثل هر
سورفکتانت دیگر، یک بخش آب‌گریز و یک بخش آب‌دوست دارند. اما بر خلاف
سورفکتانت‌های معمولی که از یک سر و یک دُم تشکیل شده‌اند، این اسیدها دو
وجه یا دو صفحه دارند؛ یکی آب دوست و دیگری آب گریز. وقتی سورفکتانت‌های
معمولی در آب مخلوط می‌شوند، کره‌های توخالی را تشکیل می‌دهند که دُم‌های
آب گریز به سمت داخل کُره متمایل می‌شوند. اما این ساختارهای صفحه‌ای
می‌توانند شکل‌هایی مثل میله‌ی توخالی درست کنند، که فضای داخلی این
میله‌ها جای مناسبی برای نانولوله‌هاست.

با افزودن این اسید به نانولوله‌ها و گذشت حدود یک روز،
صفحات اسیدی باعث می‌شوند نانولوله‌ها طی یک فرایند خودآرایی، به صورت
رشته‌هایی در امتداد همدیگر قرار گیرند. اما طبق اظهارات محققان این پروژه،
این کشف هنوز فاصله‌ی زیادی با یک راه حل ایده‌ال برای همراستا کردن
نانولوله‌ها دارد. می‌توان گفت که با حذف صفحات اسیدی کار تمام است، اما در
عمل، این کار سختی است و این ماده‌ی اسیدی، یک ماده سمّی و برای سلول‌های
زنده مضر است. بنابراین تا این ماده از بین نرود، نمی‌توان نانولوله‌ها را
در بسیاری از زمینه‌ها مورد استفاده قرار داد.

از طرف دیگر، این روش برای محققانی که در زمینه‌ی مطالعه خواص نانولوله‌ها،
مثلاً خواص نوری آنها، کار می‌کنند خیلی مفید است، زیرا روشی آسان و ارزان
است. با این روش بدون استفاده از میدان‌های مغناطیسی یا الکتریکی، و فقط با
استفاده از فرایند خودآرایی می‌توان به نانولوله‌های هم‌راستا رسید.