یکی از مشکلات در به‌کارگیری نانوسیم‌ها چسبیدن آنها به یکدیگر است که دلیل آن کشش سطحی بالای نانوسیم‌ها است. برای حل این مشکل محققان به نانوسیم‌ها در طول فرآیند تولید، جریان الکتریسیته اعمال کردند.
جلوگیری از چسبیدن نانوسیم‌ها با جریان الکتریسیته
|
یکی از مشکلات در به‌کارگیری نانوسیم‌ها چسبیدن آنها به یکدیگر است که دلیل آن کشش سطحی بالای نانوسیم‌ها است. برای حل این مشکل محققان در طول فرآیند تولید به نانوسیم‌ها جریان الکتریسیته اعمال کردند که در نهایت منجر به باردار شدن نانوسیم‌ها شد. بارهای موجود در نانوسیم‌ها موجب جدایش آنها و در نتیجه منجر به منفرد شدن نانوسیم‌ها شد. نانوسیم‌ها دارای ابعاد بسیار کوچکی هستند و به‌دلیل این کوچکی از کشش سطحی بسیار بالایی برخوردارند. این کشش سطحی موجب می‌شود تا در طول فرآیند تولید، نانوسیم‌ها به‌سمت یکدیگر کشیده شده و به‌هم بچسبند و در نهایت استفاده از آنها دچار محدودیت‌هایی شود. این مسئله بسیار مهمی است زیرا نانوسیم‌ها کاربردهای بسیاری در صنعت میکروالکترونیک، پیل‌های خورشیدی، باتری‌ها و ابزارهای پزشکی دارند. اخیرا مقاله‌ای در نشریه ACS Applied Materials & Interfaces به چاپ رسیده است که نویسندگان آن از دانشگاه فلوریدا مدعی شدند که راه‌حلی برای این مشکل یافته‌اند. |
|
|
|
کریک زیگلر از نویسندگان این مقاله می‌گوید در فرآیند تولید نانوسیم‌ها معمولا آنها را در یک محلول غوطه‌ور می‌کنند. سپس محلول را روی سطحی ریخته و خشک می‌کنند در این فرآیند نانوسیم‌ها به‌صورت ایستاده قرار داشته، همانند برس‌های موجود در روی مسواک، و در حین فرآیند خشک شدن به‌دلیل کشش سطحی به یکدیگر می‌چسبند. برای جلوگیری از این فرآیند تولید‌کنندگان از فشار بالا استفاده می‌کنند که بسیار دشوار، گرانقیمت و غیر قابل اعمال در تولید انبوه است. برای همین زیگلر و جاستین هیل، دانشجوی دکتری مهندسی شیمی دانشگاه فلوریدا، به این نتیجه رسیدند که باید از یک نیروی خارجی برای غلبه بر کشش سطح استفاده کنند. آنها از یک باتری ۹ ولتی استفاده کردند. این باتری به نانوسیم‌ها در طول فرآیند تولید، بار اعمال می‌کندکه ماحصل آن باردار شدن نانوسیم‌ها است. با این کار نانوسیم‌ها یکدیگر را دفع می‌کنند. در واقع نانوسیم‌های باردار که دارای بار هم نام هستند به یکدیگر نیروی دافعه اعمال می‌کنند. برآیند این نیروها صفر بوده که موجب می‌شود نانوسیم‌ها به هم نچسبیده و همچنین ایستاده باقی بمانند. تست‌های میکروسکوپی نشان می‌دهد که در یک فضای چند میکرونی میلیاردها نانوسیم وجود دارد که بدون اینکه به یکدیگر بچسبند در جای خود قرار می‌گیرند. تاکنون از نانوسیم‌ها به‌صورت تجاری استفاده زیادی نشده است اما اگر مهندسان بتوانند چگونگی دستکاری آنها را بیاموزند می‌توانند از نانوسیم‌ها در حوزه‌های مختلف نظیر باطری‌ها و پیل‌های خورشیدی استفاده کرد زیرا این دسته از مواد دارای مساحت بالایی بوده که برای باتری‌ها یک مزیت محسوب می‌شود. با این مزیت می‌توان دانسیته جریان بسیار بالایی تولید کرد. البته از این نانوسیم‌ها می‌توان در رهایش دارو به‌درون سلول‌ها نیز استفاده کرد. |
