در دانشگاه سوری، اندازه لوله‌های آزمایش شیمی کاهش یافته و به مقیاس بسیار کم با قطر تنها یک نانومتر رسیده‌اند. کاهش مقیاس تا حدی است که انگار از یک لوله آزمایش با قطر یک کیلومتر به یک لوله آزمایش معمولی رسیده‌ایم. زمانی که آزمایشات را درون یک لوله آزمایش معمولی انجام می دهیم، واکنش انجام شده نتیجه برهمکنش میلیاردها میلیارد مولکول است که با یکدیگر و با هر آن چیزی که درون لوله آزمایش ریخته‌ایم، واکنش می‌دهند.
استفاده از نانولوله کربنی به‌عنوان لوله آزمایش
در دانشگاه سوری، اندازه لوله‌های آزمایش شیمی کاهش یافته و به مقیاس بسیار کم با قطر تنها یک نانومتر رسیده‌اند. کاهش مقیاس تا حدی است که انگار از یک لوله آزمایش با قطر یک کیلومتر به یک لوله آزمایش معمولی رسیده‌ایم. زمانی که آزمایشات را درون یک لوله آزمایش معمولی انجام می دهیم، واکنش انجام شده نتیجه برهمکنش میلیاردها میلیارد مولکول است که با یکدیگر و با هر آن چیزی که درون لوله آزمایش ریخته‌ایم، واکنش می‌دهند.
امکان تماشا کردن یا کنترل واکنش‌های میان مولکول‌های منفرد در این مقیاس شبیه این است که در ایستگاه فضایی بین‌المللی نشسته و بخواهیم ارتباط میان دو نفر را در یک قطار مترو روی زمین درک کرده و کنترل کنیم.
یک گروه بین‌المللی از محققان به رهبری دکتر هیدتسوگو شیوزاوا از موسسه فناوری پیشرفته در دانشگاه سوری توانسته‌اند واکنش‌های میان مولکول‌ها را زمانی که در یک لوله آزمایش نانومقیاس برهمکنش می کنند، در مقیاس اتمی مشاهده کنند. این پژوهشگران در مطالعات خود نشان داده‌اند که چگونه یک ترکیب آلی فلزی از سریم، با اتم‌های منفرد در دیواره نانولوله کربنی که به عنوان لوله آزمایش استفاده شده است، برهمکنش می‌کنند. آنها این واکنش را از طریق اندازه‌گیری تغییرات رسانایی نانولوله‌ها در حین انجام واکنش پیگیری نمودند.
دکتر شیوزاوا می‌گوید: «نکته هیجان‌انگیز این آزمایش شیمیایی درون لوله نانومقیاس، برهمکنش‌های الکترونی قوی است که زمانی که ترکیبات درون نانولوله‌های کربنی محدود می‌شوند، در سطح عنصری مشاهده می‌شوند. حالت‌های الکترونی کوانتیزه نانولوله امکان انجام برهمکنش را به مولکول‌ها و ترکیبات خاص داده و در نتیجه می‌توانیم از این طریق به تفاوت میان مولکول‌ها پی ببریم. زمانی که الکترون‌ها از مولکول‌ها به نانولوله جهش می‌کنند، تغییری در ویژگی‌های نانولوله از عایق به رسانا مشاهده می‌شود. این یک پیشرفت بنیادین است که با استفاده از امکانات سینکروترون واقع در برلین به صورت تجربی مشاهده شده است».
پروفسور راوی سیلوا، مدیر موسسه فناوری پیشرفته می‌گوید: «نتایج ما در سطح جهانی پیشرو بوده و می‌تواند به محققان و فناورانی که روی نسل جدید ابزارهای نانوالکترونیکی کار می‌کنند، مسائل بنیادی را که آنها باید در طراحی‌های خود مد نظر داشته باشند، خاطرنشان سازد. ما نشان داده‌ایم اتم‌های منفردی که روی سطح نانولوله های کربنی می‌چسبند، می‌توانند اثرات بسیار زیادی روی ویژگی‌های الکتریکی آنها داشته باشند. تاثیرات این نتایج بسیار وسیع هستند، زیرا انتظار می‌رود نانولوله‌های کربنی طی دهه آینده به عنوان سیم در تراشه‌های مدارات مجتمع نانومقیاس مورد استفاده قرار بگیرند.»
نتایج این کار مطالعاتی در Physical Review Letters منتشر شده است.
