تولید نانولوله‌های کربنی با استفاده از عیوب بلوری

دکتر صاحبعلی منافی، عضو هیئت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد شاهرود، دراین رابطه گفت: «فناوری‌های فعلی بر پایه تجمع فاز گازی انواع کربن (“Cn”) است که از پیش ماده‌های کربنی مختلف به‌وسیله روش‌های گوناگونی مانند تخلیه قوسی و تبخیر لیزری کربن‌های خالص، کاتالیزوری یا شکست همراه با انفجار هیدروکربن‌ها، تجزیه ترکیبات آلی فلزی و فرایند هیدروترمال، نانولوله‌ها را تولید می‌کنند».

دکتر منافی افزود: «در این پژوهش، ابتدا نانوذرات کربنی با ساختار بی‌شکل با استفاده از فرایند فعال‌سازی تهیه می‌شوند و سپس با تابکاری آنها در دماهای مختلف (۱۱۰۰-۱۴۰۰ C°)، با کمک عیوب بلوری و روش مکانوترمال، به نانولوله‌های کربنی چنددیواره و نانوفیبرهای کربنی فنری تبدیل می‌شوند».

وی ادامه داد: «نانوذرات در ابتدا به‌صورت نانوساختارهایی با عیوب بلوری رشد می‌کنند و سپس از طریق پیوستگی ذرات به هم و بلوری‌شدن ساختاری، به نانولوله تبدیل می‌شوند. حالت‌های بلوری، با استفاده از پراش اشعه ایکس (XRD) تعیین شدند و ریخت‌شناسی پودر تولیدشده به‌وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی گردید. آنالیز شیمیایی پودر نهایی و ساختار پودرها نیز، با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری با قدرت تفکیک بالا (HRTEM) مشخص شد. برای تأیید سنتز نانولوله‌های کربنی، از دستگاه طیف‌سنج رامان نیز استفاده گردید».

دکتر منافی، در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، «تولید نانولوله‌های کربنی با مقیاس بالا و با هزینه کمتر برای کاربردهای مختلف به‌ویژه در ساخت نانوکامپوزیت‌ها» را از مزایای این روش نام برد و گفت: «از نتایج این پژوهش، می‌توان به سنتز ساختارهای منحصر به‌فرد نانولوله‌های کربنی، مانند نانولوله‌های کربنی فنری اشاره کرد. این روش، شرایط سنتز نانولوله‌های کربنی چنددیواره، به‌ویژه نانوفیبرهای کربنی فنری را برای کاربردهای مختلفی چون مواد تقویت‌کننده در نانوکامپوزیت‌ها، فراهم می‌کند».

قابل ذکر است که این نانولوله‌ها، علاوه بر کاربرد در کامپوزیت‌سازی به‌عنوان تقویت کننده، در صنایع هوا فضا و برای ذخیره‌سازی هیدروژن نیز استفاده می‌شوند.

این پژوهش، با همکاری دکتر سید حسین بدیعی (عضو هیئت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد شاهرود) ودر دانشگاه آزاد اسلامی واحد شاهرود انجام شده و جزئیات آن در مجله Materials Letters (جلد ۶۲؛ صفحات ۴۱۷۶-۴۱۷۵؛ سال ۲۰۰۷) منتشر شده‌است.