تولید نانوبرس‌ها با اشکال مختلف

گروهی از محققان آمریکایی ساختارهای کوچک مشابهی به‌نام نانوبرس ساخته‌اند که یکی از کاربردهای آنها می‌تواند کاهش اصطکاک روی سطوح باشد.

روی ریه انسان ساختارهای مژه‌مانند کوچکی
وجود دارند که با حرکت دادن ذرات روی نوک خود، مسیر حرکت آنها را تعیین می‌کنند.
حال محققان ساختارهای کوچک مشابهی به‌‌نام نانوبرس ساخته‌اند که یکی از
کاربردهای آنها می‌تواند کاهش اصطکاک روی سطوح باشد.

مهندسان دانشگاه دوک در آخرین سری از آزمایش‌های خود راهکار جدیدی برای
سنتز این ساختارها یافته‌اند. این نانوبرس‌ها به‌‌طور معمول از مولکول‌های
پلیمرِ رشد یافته روی یک سطح صاف ساخته می‌شوند. رشته‌های این مولکول‌ها
درست همانند موهای یک برس، از این سطح صاف به سمت بیرون و بالا رشد می‌یابند.
 

دانشمندان دانشگاه دوک خوشه‌‌هایی از شاخه‌های
پلیمری را روی سطحی که قبلاً نانوبرس‌ها را روی آن رشد داده بودند، اضافه
کرده وبا این راهکار دو برس متفاوت را به‌‌هم متصل کردند. دانشمندان بر این
باورند که چون این شاخه‌ها از ماده‌ای غیر از ماده بستر ساخته می‌شوند، می‌توان
از آنها برای تغییر ویژگی‌های سطوح استفاده کرد.

این گروه از محققان برای ساخت نانوبرس‌ها یک ماده شیمیایی را که آغازگر
نامیده می‌شود، به سطح بستر اضافه کردند تا موجب آغاز رشد رشته‌های پلیمری
شود.

استفان زاشر استادیار مهندسی مکانیک می‌گوید: « این روش رشد نانوبرس‌ها
بسیار شبیه چاپگر ماتریس نقطه‌ای است که در آن آغازگر، نقش جوهری را بازی
می‌کند که روی یک بستر معدنی همچون یک ویفر سیلیکونی یا سطحی از جنس طلا
چاپ شده است. بدین ترتیب موهای برس به شکل یک الگوی از پیش‌تعیین‌شده رشد
می‌یابند».

زاشر می‌گوید در این راهکار جدید می‌توان از پلیمرهای مختلف بهره برده و
برس‌های تک‌لایه یا دولایه تولید کرد. او می‌افزاید این نانوبرس‌ها
کاربردهای بسیار زیادی داشته و راه را برای تولید ساختارهای پیچیده‌تری از
پلیمرها هموار می‌کنند.

زاشر در مقاله قبلی خود در مجله Advanced Materials نشان داده است که این
نانوبرس‌ها که دارای چندین بازوی متصل به یک سطح هستند، شبیه شقایق دریایی
عمل می‌کنند. این ساختارهای ریز می‌توانند همانند شقایق دریایی از بازوهای
خود برای گرفتن و رها کردن میکروذرات در حین حرکت روی یک سطح استفاده
نمایند.

زاشر می‌افزاید: «این میکروساختارها دارای کاربردهای بالقوه‌ای در سامانه‌های
میکروسیالی برای گرفتن و رها کردن ذرات در موقعیت‌های از پیش‌تعیین‌شده
هستند. این کار شبیه عملکرد شقایق دریایی است که شکار را گرفته و به سمت
دهان خود می‌برد».

جزئیات این کار در مجله Small منتشر شده است.