نانولولههای کربنی نوعاً بوسیله ترسیب بخار شیمیایی با استفاده از فلزات انتقالی از قبیل آهن بهعنوان کاتالیست، تولید میشوند. اکنون محققان در دانشگاه اُساکا و دانشگاه توهوکو در ژاپن، روش جدیدی برای تولید این نانولولهها ابداع کردهاند.
روش جدیدی برای تولید نانولولههای کربنی
نانولولههای کربنی نوعاً بوسیله ترسیب بخار شیمیایی با استفاده از فلزات انتقالی از قبیل آهن بهعنوان کاتالیست، تولید میشوند. اکنون محققان در دانشگاه اُساکا و دانشگاه توهوکو در ژاپن، روش جدیدی برای تولید این نانولولهها ابداع کردهاند. در این روش از نانوزنجیرهای سیلیکونی استفاده میشود. هر کدام از این نانوزنجیرها، یک نوع نانوسیم عایق است که هنگام تشکیل نانولوله کربنی گرداگرد آن رسانا میشود.
تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری (a) یک نانوزنجیر سیلیکونی (b) ساختار نانولوله کربنی تولید شده.
هر نانوزنجیر شامل نانوذرات سیلیکونی میباشد که با یک اکسید عایق پوشیدهشده و به طور متناوب به هم متصل شدهاند و یک نانوسیم تشکیل دادهاند. این نانوزنجیرها رسانا نیستند زیرا بلورهای سیلیکونی با اکسید از هم جدا شدهاند. از طرف دیگر نانولولههای کربنی رسانا میباشند، بنابراین انتظار میرود که بعد از تشکیل نانولولهها، رسانایی این نانوسیمها به شدت افزایش یابد.
تشکیل این نانولولهها هنگامی اتفاق میافتد که این دانشمندان با استفاده از یک میکروکنترلکننده، یک جریان الکتریکی به نانوزنجیرهای سیلیکونی منفرد در یک میکروسکوپ الکترونی عبوری، اعمال میکنند. این سیستم به این دانشمندان اجازه میدهد که تبدیل نانوزنجیرهای سیلیکونی به نانولولههای کربنی (تشکیل نانولولهها گرداگرد نانوزنجیرها) را به طور مستقیم مشاهده کنند. همانطور که انتظار میرفت، رسانایی نانوسیمها بعد از تشکیل نانولولههای کربنی به شدت افزایش یافت.
در این فرآیند، آلودگی کربنی روی سطح این نانوزنجیرهای سیلیکونی، به سبب گرمایش ژول و هنگام تبخیر اکسید داخلی و خارجشدن آن از یک حفره، به همپیوسته و تشکیل یک پوشش کربنی میدهند. این فرآیند به این محققان اجازه میدهد که خواص انتقالی نانوسیمها از عایق به رسانا را تغییر دهند و میتواند ایدهی خوبی برای ساخت مسیرهای رسانا بین الکترودهای از پیش ساختهشده، بعد از پراکنده کردن تصادفی نانوزنجیرهای سیلیکونی روی سطح این الکترودها، باشد.
این محققان نتایج خود را در مجلهی Nature Nanotechnology منتشر کردهاند.
