دانشمندان آزمایشگاه برکلی برای اولین بار موفق به تولید نانوحلقه‌های کربنی شده‌اند که باعث توسعه‌ی بیشتر فناوری نانو در کاربردهایی نظیر افزاره‌های الکتریکی سریع‌تر و حسگرهای کارامدتر می‌شود. این محققان زنجیر حلقوی‌شکلی از مولکول‌های بنزن توسعه داده‌اند. از این نانوحلقه‌ی کربنی که معروف به پارافینیلین حلقوی است، می‌توان در روش کنترل شده‌ای برای رشد نانولولههای کربنی خیلی طولانی‌تر استفاده کرد.
روش جدید و بهتر برای تولید نانولولههای کربنی
دانشمندان آزمایشگاه برکلی برای اولین بار موفق به تولید نانوحلقه‌های کربنی شده‌اند
که باعث توسعه‌ی بیشتر فناوری نانو در کاربردهایی نظیر افزاره‌های الکتریکی سریع‌تر
و حسگرهای کارامدتر می‌شود. این محققان زنجیر حلقوی‌شکلی از مولکول‌های بنزن توسعه
داده‌اند. از این نانوحلقه‌ی کربنی که معروف به پارافینیلین حلقوی است، می‌توان در
روش کنترل شده‌ای برای رشد نانولولههای کربنی خیلی طولانی‌تر استفاده کرد.
این محققان هنگامی که به دنبال بهبود روش تولید نانولولههای کربنی بودند، به‌طور
اتفاقی متوجه شدند که نانوحلقه‌های کربنی به‌عنوان کوتاه‌ترین قطعه‌ی یک نانولوله‌ی
کربنی تولید می‌شوند. رامش جاستی از آزمایشگاه برکلی و یکی از این محققان، گفت: «هدف
نهایی در این زمینه پیدا کردن راهی برای ساخت یک نوع منفرد از نانولوله‌ی کربنی
مورد تقاضاست. این ترکیب، ما را به‌سمت این هدف حرکت می‌دهد.»
این محققان برای تولید این پارافینیلین حلقوی روش نسبتاً ساده و کم‌دمایی را
برای خم کردن یک رشته از مولکول‌های بنزن به‌صورت یک نانوحلقه، توسعه داده‌اند.
این ترکیب یک ساختار غیر معمولی است که البته به‌طور با‌لقوه مفید است. از این
نانوحلقه می‌توان در بهبود روش تولید نانوله‌های کربنی استفاده کرد.
نانولولههای کربنی متناسب با ساختارشان می‌توانند نیمه‌هادی یا فلزی باشند.
خواص بی‌نظیر این مواد می‌تواند منجر به پیدایش نسل جدیدی از رایانه‌های سریع‌تر
و کوچک‌تر و حسگرهای ریزِ قادر به‌شناسایی حتی یک مولکول منفرد، شود؛ اما
کاربرد نانولولههای کربنی در صنعت الکترونیک و دیگر بخش‌ها به‌دلیل دشواری
تولید آنها در مقیاس بزرگ، هنوز توسعه‌ی چشمگیری نداشته‌است. آنها اخیراً در بچ‌هایی
(batch) تولید می‌شود که حاوی مقدار کمی نانولوله است. محتویات هر کدام از این
بچ‌ها نیاز به تعیین مشخصات دارند. این روش تولید جواب‌گوی تحقیقات آزمایشگاهی
است، اما برای کاربردهای صنعتی خیلی مؤثر نیست.
پارافینیلین حلقوی، روش هدفمندتری را پیشنهاد می‌کند. این ترکیب کوچکترین
ساختار حلقوی کربنی را تشکیل می‌دهد که قطر و جهت‌گیری مولکول‌های بنزن در آن
قابل تنظیم هستند. قطر و جهت‌گیری ساختار کربنی، دو متغیر تعیین‌کننده‌ی خواص
الکترونیکی نانولوله است. به همین دلیل می‌توان از مولکول‌های پارافینیلین
حلقوی به‌عنوان دانه‌ها یا قالب‌هایی برای رشد مقادیر بزرگی از نانولولههای
کربنی با ویژگی‌های مشخص استفاده کرد.
جاستی گفت: « ترکیبی که ما برای اولین بار تولید کرده‌ایم، می‌تواند ما را در
تولید مقادیری از نانولولههای کربنی کمک کند که ۹۹ درصد آنها، چیزی است که ما
می‌خواهیم. ایده این است که ما ابتدا کوچکترین قطعه یک نانولوله را می‌سازیم و
سپس از آن برای تولید ساختارهای لوله‌ای استفاده می‌کنیم.»
این محققان نتایج مطالعات خود را تحت عنوان «تولید، تعیین مشخصات و تئوری
پارافینیلین‌حلقوی: ساختارهای نانوحلقه کربنی» در مجله‌ی ” Journal of the
American Chemical Society ” منتشر کرده‌اند.
