تصویربرداری از اتم‌های فلزی درون نانولوله‌ی کربنی

یک گروه تحقیقاتی بین‌المللی از اتم‌های منفرد تصویربرداری کردند. این اتم‌ها در فضای محدودی درون نانولوله‌ی کربنی حرکت کرده، واکنش می‌دهند.

یک گروه تحقیقاتی بین‌‌المللی از اتم‌های منفرد تصویربرداری کردند. این اتم‌ها در
فضای محدودی درون نانولوله‌ی کربنی حرکت کرده، واکنش می‌دهند. آنها علاوه بر این که
توانایی بالای تصویربرداری خود را در این پروژه نشان دادند، ثابت کردند که بر خلاف
تصور پیشین دیواره‌ی داخل نانولوله‌ی کربنی خنثی نیست و می‌تواند واکنش بدهد.

محققان دانشگاه اولم آلمان تک‌‌اتم‌های فلز سنگین دیسپروسیوم را درون فولرین ۸۲
اتمی گیر انداختند، سپس چندین فولرین حاوی فلز دیسپروسیوم را درون نانولوله‌ی کربنی
جا دادند، این کار نانولوله‌ی کربنی را شبیه غلاف نخودفرنگی می‌کند و فولرین‌ها
درون نانولوله شبیه نخودفرنگی درون غلاف می‌شود.

با استفاده از روش اصلاح انحراف TEM، دانشمندان موفق شدند تا برهم‌کنش فلز
دیسپروسیوم را با فولرین و نانولوله‌ی کربنی مستقیماً مشاهده کنند.‌ مزیت
این روش آن است که انرژی مورد نیاز برای تصویربرداری در این روش بسیار کمتر
از روش‌های مرسوم TEMاست؛ بنابراین بر خلاف دیگر روش‌ها که با عث آسیب‌رسانی
به نانولوله ‌می‌شود، این روش تصویربرداری آسیبی به نمونه وارد نمی‌آورد و
می‌توان اثرات وارده از پرتو میکروسکوپ را حذف کرد.

مشاهدات دانشمندان نشان داد که فلز دیسپروسیوم با جویدن دیواره‌ی فولرین،
نهایتاً از آن خارج می‌شود. فولرین‌های سوراخ‌‌شده با هم درمی‌آمیزند و
نانولوله‌ی کوچک را پدید می‌آورند. اتم‌های فلزی دیسپروسیوم نیز به هم
چسبیده، در نهایت منجر به ساخت یک خوشه‌ی اتمی می‌شوند که این خوشه با حمله
به دیواره‌ی نانولوله‌ی اصلی، آن را نیز سوراخ می‌کند.

در واقع فلز دیسپروسیوم جدا شدن پیوند کربنی را در نانولوله و فولرین
کاتالیز می‌کند. برای سوراخ کردن فولرین یک اتم فلز دیسپروسیوم کافی است؛
اما از آنجا که نانولوله‌ها از نظر ترمودینامیکی پایدارترند، برای سوراخ
کردن آنها یک خوشه‌ی ۷ یا ۸ اتمی فلز دیسپروسیوم لازم است.

به نظر می‌‌رسد این پروژه می‌تواند در آن دسته ازتحقیقات که در آن از
نانولوله به‌‌عنوان لوله‌ی آزمایش استفاده می‌شود، مفید واقع شود.