محققان دانشگاه درکسل توانستند با استفاده از زنجیرهای پلیمری پلی‌اتیلن و پلی‌اتیلن اکسید، الگوهای منظم و متناوبی را با فاصله‌ی ۱۲ نانومتر از هم، روی نانولوله‌های کربنی تک‌جداره ایجاد کنند.
ایجاد طرح‌های پلیمری بر روی نانولوله‌های کربنی
محققان دانشگاه درکسل توانستند با استفاده از زنجیرهای پلیمری پلی‌اتیلن و پلی‌اتیلن اکسید، الگوهای منظم و متناوبی را با فاصله‌ی ۱۲ نانومتر از هم، روی نانولوله‌های کربنی تک‌جداره ایجاد کنند.
نانولوله‌های کربنی بسیار مورد توجه تحقیقات نانوالکترونیکی است؛ اما یکی از حوزه‌های این زمینه که کمتر رشد داشته، ایجاد طرح‌هایی منظم و تکراری روی نانولوله‌های منفرد است که کلید طلایی موفقیت در نانوالکترونیک به حساب می‌آید.
مطابق مقاله‌ای که اخیراً در مجله‌ی Nature Nanotechnology به چاپ رسیده‌‌است، اعضای یک گروه پژوهشی به سرپرستی Christopher Li (از دانشگاه درکسل)، موفق به ایجاد طرح‌های منظمی بر روی نانولوله‌های تک‌جداره شدند.
گزارش‌های اندکی در مورد ایجاد طرح‌های متناوب روی نانولوله‌ها وجود دارد و مطالعاتی هم که انجام شده‌اند، به الگوهایی منجر شدهاست که نظم و یکنواختی چندان قوی‌ای ندارند. در این کار جدید، محققان از کوپلیمری استفاده کردند که خود از زنجیرهای پلیمری کوچک‌تر پلی‌اتیلن (PE) و پلی‌اتیلن اکسید (PEO) تشکیل شدهاست.
Li و همکارنش ابتدا محلولی را که حاوی نانولوله‌های کربنی تک‌جداره بود روی شبکه‌ای رسوب دادند که قبلاً با کربن پوشیده شده بود. پس از ردیف شدن نانولوله‌ها روی این شبکه، سطح آنها با محلولی حاوی کوپلیمر مذکور تزئین و طراحی، و آمیزه‌ی کوپلیمر/ نانولوله ایجادشده به‌وسیله‌ی میکروسکوپ الکترونی عبوری بررسی شد.
حتی قوی‌ترین میکروسکوپ‌ها هم قادر به نشان دادن این نانولوله‌ها که با نوارهای متناوب روشن و تیره (مربوط به تکه‌های PE وPEO) پوشیده شده‌اند، نیستند؛ اما موقعیت فضایی نوارها و ساختار کرم‌‌مانند آنها ـ که یک میکرون طول و به‌طور متوسط ۵۰ نانومتر پهنا دارند ـ نشان می‌دهد که زنجیرهای پلیمری تشکیل‌‌دهنده‌ی نوارها، به‌طور عمود بر طول نانولوله‌ها ردیف شده‌اند.
محققان پس از استفاده از محلول‌های کوپلیمری با غلظت‌های مختلف، مشاهده کردند که هر چه غلظت بیشتر شود، نوارهای بیشتری هم روی هر نانولوله تشکیل می‌شود. این فرایند وقتی شروع می‌شود که مولکول‌های کوپلیمر تصادفاً روی سطح نانولوله جذب شوند. پس از آن، این مولکول‌ها شروع به رشد کرده، هر چه غلظت اولیه‌ی آنها بیشتر باشد، رشدشان هم بیشتر خواهد شد. در یک غلظت مناسب، این توده‌های مولکولی به هم متصل و منجر به تشکیل نوارهایی می‌شوند. در غلظت خیلی بالاتر نیز تعداد این توده‌ها زیاد شده که در نتیجه زمان کافی برای مرتب شدن را پیدا نمی‌کنند.
فاصله‌ی موجود میان نوارهای متناوب حدود ۱۲ نانومتر است. این ساختار منظم، کلید ساخت ترانزیستورهای متعددی روی نانولوله‌های منفرد است. این محققان همچنین توانستند نانوذرات طلا را به ساختار کوپلیمر/ نانولوله متصل کنند، که بدین ترتیب می‌توان با افزودن عامل‌های دیگر، از آنها در کاربردهای خاصی در نانوالکترونیک استفاده کرد.
