تولید نانوساختاری حساس به نور با قابلیت‌های متعدد

پژوهشگران موسسه تحقیقات مواد سنگاپور (IMRE) با همکاری همتایان خود در دانشگاه ملی سنگاپور (NUS) روشی شیمیایی جدیدی ارائه کردند که با آن می‌توان قطعات بسیار کوچک متصل به‌هم فلز و نیمه‌هادی را توسعه داد.

پژوهشگران موسسه تحقیقات مواد سنگاپور (IMRE) با همکاری همتایان خود در دانشگاه ملی
سنگاپور (NUS) روشی شیمیایی جدیدی ارائه کردند که با آن می‌توان قطعات بسیار کوچک
متصل به‌هم فلز و نیمه‌هادی را توسعه داد. از این قطعات نانومقیاس حساس به نور
می‌توان برای تولید برچسب‌های تصویربرداری زیستی و همچنین در بهبود عملکرد پیل‌های
خورشیدی استفاده کرد.

اتصال یک جسم کروی به یک تیرک کوچک، ممکن است کار ساده‌ای به‌نظر آید اما اگر این
کار در مقیاس‌های بسیار کوچک انجام گیرد، دشوار خواهد بود. پژوهشگران یک قطعه فلزی
به شکل چوب کبریت ساخته‌اند که بدنه آن از جنس نیمه‌هادی است. برای ساخت این قطعه
که حساس به نور است، از فلزات محدودی می‌توان استفاده کرد. این قطعه به‌صورت چوب
کبریت ساخته شده است زیرا انتهای آن از نظر شیمیایی بسیار فعال بوده و می‌توان فلز
را روی آن نشست داد.

پژوهشگران اخیرا دریافتند که این فرآیند شیمیایی نه تنها می‌تواند ساده‌تر انجام
گیرد بلکه با استفاده از آن می‌توان فلزات مختلفی را با نیمه‌هادی جفت کرد. با این
کار می‌توان ساختارهای نانومقیاس با خواص فتوولتائیک افزایش یافته یا دارای
ویژگی‌های جدید ایجاد کرد. برای مثال، نانوساختارهایی که این گروه تحقیقاتی تولید
کرده می‌تواند به‌عنوان برچسب برای مصارف تصویربرداری زیستی پیشرفته مورد استفاده
قرار گیرد. مانند تصویربرداری تشدیدی مغناطیسی (MRI) یا تصویربرداری میدان تاریک و
فلورسانس.

یکی از مزایای این راهبرد آن است که امکان تصویربرداری از چند مود را با یک برچسب
فراهم می‌سازد. با این کار سیستم تصویربرداری فعلی بهبود شایانی می‌یابد و به ابزار
تشخیصی بهتری تبدیل می‌شود.

این ساختار کبریتی شکل، دارای خواص فتوولتائیک ذاتی خوبی است به‌طوری که واکنش
شیمیایی آن با استفاده از نور آغاز می‌شود. محققان در اندیشه استفاده از این ساختار
در مصارف فتوولتائیک سازگار با محیط زیست هستند. برای مثال این ماده می‌تواند برای
شکستن مولکول آب و تولید هیدروژن با کارایی بالاتر از پیل‌‌های خورشیدی استفاده
شود. همچنین از آن می‌توان در زدودن مواد آلاینده محیط زیست استفاده کرد.

این نانوساختار برای به‌کارگیری در ادوات، هنوز در مرحله آغازین است اما می‌توان در
آن از فلزات مختلفی استفاده کرد و راه‌های تازه‌ای در مسیر تحقیق و توسعه گشود.
پژوهشگران برای تولید این ساختار از یک راهبرد جدید استفاده کردند. آنها یک ذره طلا
را روی تیرک قرار داده و سپس به آن پرتو فرابنفش تابیدند. محققان این پروژه
دریافتند که این کار موجب می‌شود فلزات مختلفی را تنها با یک واکنش ساده به این
تیرک متصل کرد.