امکان طراحی الکترود آلی با قابلیت کلیدزنی

شیمیدانان مازندرانی، با بهره‌گیری از تک‌لایه‌های خودسامان، توانستند امکان طراحی الکترودهای آلی را فراهم نمایند.

شیمیدانان مازندرانی، با بهره‌گیری از تک‌لایه‌های خودسامان، توانستند امکان
طراحی الکترودهای آلی را فراهم نمایند.

در دانشگاه مازندران پژوهشی با هدف طراحی یک الکترود آلی با قابلیت کلیدزنی بر
پایه تک‌لایه‌های خودسامان انجام شده است.

مواد قابل کلیدزنی به موادی گفته می‌شود که تحت یک فرایند دوپینگ شیمیایی،
الکتروشیمیایی یا الکتریکی قادر به نوسان بین دو حالت عایق و هادی باشند. موادی
که قادر به انجام سریع‌تر این نوسان‌ها باشند، مطلوب‌تر خواهند بود. چنین موادی
در فناوری انتقال اطلاعات و کنترل‌های اتوماتیک دارای اهمیت هستند.

خانم سحر رشید ندیمی از محققان این طرح، در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه
توسعه فناوری نانو گفت: «ضخامت تک‌لایه‌های خودسامان معمولاً در حدود ۳-۱
نانومتر است. تشکیل تک‌لایه‌های خودسامان (با ضخامت و ساختار مناسب) روی سطح
الکترود موجب عایق شدن سطح می‌گردد». در این کار تحقیقاتی ابتدا تک‌لایه
خودسامان دودکان تیول در سطح الکترود طلا تشکیل گردید. چنین تک‌لایه‌ای شامل یک
لایه مولکولی از این ترکیب آلی است که از طریق انتهای گوگردی به بستر طلا اتصال
یافته است. سپس الکترود پوشیده شده با تک‌‌لایه‌ خودسامان در محلول آنتراسن در
تتراهیدروفوران، قرار داده شد. به دلیل تمایل آنتراسن به بافت آلی تثبیت شده در
سطح الکترود، این ترکیب به داخل نقص‌ها، حفرات و احتمالاً بافت آلی نفوذ کرده و
با عمل به عنوان یک نانومدار مناسب و هدایت الکتریسیته از طریق پیوندهای π
مزدوج موجب بازیابی رسانایی الکترود گردیده است. در ادامه با قرار دادن این
الکترود در حلال تتراهیدروفوران خالص، آنتراسن سطح الکترود را ترک نموده و
الکترود دوباره به حالت عایق بازگشته است. نوسان بین دو حالت عایق و هادی به
دفعات با قرار دادن الکترود در محلول آنتراسن و حلال خالص قابل انجام است.

به گفته پژوهشگر این طرح، استفاده از آنتراسن به دلیل ارزانی و فراوانی این
ماده، موجب برتری این پژوهش نسبت به موارد مشابه‌ای است که از نانولوله‌های
کربنی یا نانوذرات فلزی (مانند طلا و پلاتین) به عنوان یک نانومدار استفاده
می‌کنند.

نتایج این پژوهش، ثابت می‌کند که مواد آروماتیک آلی که در حالت توده‌ای، در
طبقه‌بندی مواد عایق قرار دارند، در مقیاس نانو و در حالت مولکولی با جهت‌گیری
مناسب، قادر به هدایت الکتریسیته از طریق پیوندهای π مزدوج هستند.

جزئیات این پژوهش که با راهنمایی دکتر جهانبخش رئوف و همکاری دکتر رضا اوجانی
انجام شده،
در مجله Electrochimica Acta (جلد ۵۳، صفحات ۷۲۶۵- ۷۲۶۱، سال ۲۰۰۸) منتشر شده‌است.