یکی از مشکلات روش‌های کنونی تولید نانولوله‌های کربنی دوجداره، همزمانی تولید نانولوله‌های کربنی چندجداره و تک‌جداره با آنهاست. این دو نوع نانولوله (تک‌جداره و چندجداره) خواص جالبی دارند؛ اما نانولوله‌های کربنی دوجداره با داشتن ترکیبی از این خواص جالب، توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده‌اند. اکنون محققان دانشگاه نورث وسترن، روشی را برای افزایش خلوص نانولوله‌های کربنی دوجداره توسعه داده‌اند.
تولید نانولوله‌های کربنی دوجداره با خلوص بیشتر
یکی از مشکلات روش‌های کنونی تولید نانولوله‌های کربنی دوجداره، همزمانی تولید
نانولوله‌های کربنی چندجداره و تک‌جداره با آنهاست. این دو نوع نانولوله (تک‌جداره
و چندجداره) خواص جالبی دارند؛ اما نانولوله‌های کربنی دوجداره با داشتن ترکیبی از
این خواص جالب، توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده‌اند. اکنون محققان
دانشگاه نورث وسترن، روشی را برای افزایش خلوص نانولوله‌های کربنی دوجداره توسعه
داده‌اند.
نانولوله‌های کربنی دوجداره کاربردهای ویژه‌ای در رساناهای شفاف، اجزای مهمی از پیل‌های
خورشیدی و نمایشگرهای صفحه‌تخت دارند، زیرا آنها از نظر نوری، شفاف و از نظر
الکتریکی، رسانا هستند.
این محققان برای جداسازی آسان نانولوله‌های کربنی دوجداره (DWNTS) از نانولوله‌های
کربنی تک‌جداره (SWNTS) و نانولوله‌های کربنی چندجداره (MWNTS) ، روش
التراسانتریفوژ گرادیان چگالی را توسعه داده‌اند. این روش مرتب‌سازی بر اساس اختلاف‌های
جزئی چگالی نانولوله‌ها به‌عنوان تابعی از اندازه و رفتار الکتریکی‌شان، کار می‌کند.
مارک هرسام، استاد مهندسی و علوم مواد دانشگاه نورث وسترن و یکی از این محققان،
گفت: «نانومواد این ویژگی را دارند که خواصشان وابسته به ابعاد فیزیکی (از
قبیل قطر) است؛ البته این وابستگی به ابعاد، دلالت بر این نکته دارد که به‌منظور
رسیدن به عملکردی یکنواخت و تکرارپذیر در افزاره‌ها، باید ابعاد فیزیکی به دقت
کنترل شود. مطالعه‌ی ما این کنترل را برای نانولوله‌های کربنی دوجداره فراهم
می‌کند.
با استفاده از روش این محققان، نانولوله‌های کربنی ابتدا به‌وسیله‌ی مولکول‌هایی
شبه‌صابونی به نام سورفکتانت‌ها در آب کپسوله می‌شوند، سپس نانولوله‌های پوشش
داده‌شده با سورفکتانت با سرعت ده‌‌ها هزار دور در دقیقه در یک اُلتراسانتریفوژ
می‌چرخند و بر اساس اختلاف چگالی‌شان مرتب می‌شوند. قطر و ساختار الکترونیکی هر
نانولوله، چگالی شناوری نانولوله را تعیین می‌کنند، بنابراین با این روش می‌توان
نانولوله‌های دوجداره را از نانولوله‌های تک‌جداره و چندجداره جدا کرد.
این محققان متوجه شدند که نانولوله‌های دوجدارۀ به دست‌آمده تقریباً ۲۴ درصد
طویل‌تر از نانولوله‌های تک‌جداره هستند. این طول بیشتر باعث می‌شود که ضریب
هدایت الکتریکی رساناهای شفاف ساخته‌شده از نانولوله، ۴/۲ برابر بهبود یابد،
همچنین نانولوله‌های کربنی دوجداره به‌عنوان نوک‌هایی برای میکروسکوپ نیروی
اتمی، می‌توانند در بهبود قدرت تفکیک‌پذیری فضایی و افزایش طول عمر پیمایشگر
مؤثر باشند و می‌توان از آنها در ترانزیستورهای اثرمیدانی، زیست‌حسگرها و
دارورسانی استفاده کرد.
این محققان نتایج مطالعات خود را تحت عنوان «فراوری و خواص نانولوله‌های کربنی
دوجداره‌ی بسیار خالص» در مجله‌‌ی Nature Nanotechnology منتشر کرده‌اند.
