محققان انگلیسی یک روش عملی و موثر برای فعال کردن سطح نانولوله‌های کربنی و اتصال مولکول‌های مختلف به آن ابداع کرده‌اند.
روشی ساده برای عامل‌دار کردن نانولوله‌ها
| محققان کالج سلطنتی لندن یک روش عملی و موثر برای فعال کردن سطح نانولوله‌های کربنی و اتصال مولکول‌های مختلف به آن ابداع کرده‌اند. این روش جدید امکان تولید نانولوله‌های کربنی تغیریافته را در مقیاس وسیع ایجاد کرده و یکی از مشکلات اصلی کاربردهای صنعتی نانولوله‌ها را رفع خواهد کرد. تولیدکنندگان با استفاده از این روش خواهند توانست شیمی سطحی نانولوله‌ها را در مقیاس بزرگ تغییر دهند. تغییر سطح می‌تواند ویژگی‌های جدیدی ایجاد کرده و یا امکان فراوری بیشتر را ایجاد کند. به‌عنوان مثال مولکول‌های متصل شده به سطح نانولوله‌ها می‌توانند خاصیت کاتالیزوری داشته و یا سازگاری نانولوله‌ها با حلال‌های خاص را افزایش دهند. پروفسور میلو شافر محقق ارشد این مطالعه از دانشکده شیمی کالج سلطنتی می‌گوید: «راهکار ما یک گام مهم در تولید نانولوله‌های کربنی با ویژگی‌های شیمیایی خاص (نانولوله‌های عامل‌دار) در مقیاس صنعتی به‌شمار می‌رود. این روش کاملاً کاربردی است، زیرا امکان استفاده از زیرساخت‌های موجود برای اجرای آن وجود دارد. همچنین می‌توان محدوده وسیعی از مولکول‌های مختلف را روی سطح نانولوله‌ها متصل کرده و از آنها در محدوده وسیعی از کاربردها بهره برد». مرحله اصلی این روش جدید، فعال کردن نانولوله‌ها در دمای بالا تحت خلأ یا یک گاز بی‌اثر است. دمای بالا موجب می‌شود که ترکیبات اکسیدی از روی سطح نانولوله‌ها جدا شده و رادیکال‌های فعالی ایجاد شوند که می‌توانند به راحتی با مولکول‌های مختلف واکنش دهند؛ با اتصال این مولکول‌ها به سطح نانولوله‌ها، می‌توان ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی این لوله‌ها را تغییر داد. این رادیکال‌ها همچنین می‌توانند موجب پلیمریزه شدن مولکول‌ها شده و الیگومرهایی از مولکول‌های عاملی ایجاد کنند که به سطح نانولوله‌ها پیوند می‌یابند. |
|
| لازم به‌ذکر است که با استفاده از این روش هیچ آسیب جدی به ساختار نانولوله‌ها وارد نمی‌شود، زیرا نقاط سطحی که با استفاده از این روش فعال می‌شوند، در حین تولید صنعتی روی نانولوله‌ها ایجاد شده‌اند. می‌توان تعداد نقاط فعال سطحی و در نتیجه درجه عامل‌دار شدن نانولوله‌ها را با اکسیداسیون بیشتر افزایش داد. پروفسور شافر می‌گوید: «فرایند حرارت‌دهی با برخی از فناوری‌های فعلی تولید نانولوله‌ها سازگار است و می‌توان به‌راحتی این سازگاری را با روش‌های دیگر نیز ایجاد کرد. اگر مولکول‌های عاملی مورد نظر فرار باشند، می‌توان این روش را در فاز گازی و بدون نیاز به حلال در هیچ یک از مراحل کار اجرا کرد. نبود حلال، خالص‌سازی نانولوله‌های عامل‌دار را ساده ساخته و از آنجایی که بیشتر حلال‌های مورد استفاده در روش‌های فعال‌سازی تر، سمی و خورنده هستند، این امر مزایای زیست‌محیطی زیادی به‌همراه دارد». جزئیات این کار در مجله Chemical Science منتشر شده است. |
