روش بالا به پایین برای تولید نانوسیم‌های بلند

اخیرا محققان روش جدیدی برای تولید نانوسیم‌ها ارائه کرده‌اند. در این روش که یک راهبرد بالا به پایین است، یک میله با قطر چند میلیمتر را در چند مرحله کشیده تا نانوسیم‌هایی با قطر ۱۰ نانومتر تولید شوند.

اخیرا محققان روش جدید برای تولید نانوسیم‌ها ارائه کرده‌اند. در این روش
که یک راهبرد بالا به پایین است، یک میله با قطر چند میلیمتر را در چند
مرحله کشیده تا نانوسیم‌هایی با قطر ۱۰ نانومتر تولید شوند.

نانوسیم‌ها موادی ساخته دست بشر هستند که توجه زیادی را در بخش ساخت
اتصالات به خود جلب کرده‌اند. در حال حاضر از روش‌های سنتز شیمیایی برای
تولید و اتصال نانوسیم‌ها جهت ساخت دستگاه‌ها یا ترانزیستورها استفاده می‌شود.
برای تولید انبوه این ادوات دشواری‌هایی پیش رو است. نمونه‌های بسیار زیادی
از این دستگاه‌ها‌ ساخته شده است که برای تولید انبوه و تجاری‌سازی نیازمند
حل این چالش‌ها هستند. بزرگترین مانع در این مسیر، تراز نانوسیم‌ها، قرار
دادن آنها در محل مناسب و ادغام با سیستم‌های بزرگتر نظیر میکروالکترونیک
است. اگر از سیستم سنتز شیمیایی برای تولید نانوسیم‌ها استفاده شود، برای
به‌کارگیری آنها در دستگاه‌ها نیازمند یک مرحله پردازش ثانویه هستیم.

برای حذف این مرحله، محققان روش جدیدی
برای تولید نانوسیم‌ها ارائه کرده‌اند. آنها برای اولین بار تولید
میلیون‌ها نانوسیم‌ و نانولوله‌ بلند را روی یک فیبر پلیمر انعطاف‌پذیر
گزارش کردند. نتایج کار آنها نشان می‌‌دهد که طول این نانوسیم‌ها در ابعاد
کیلومتری است. این روش تولید یک راهبر نوین در تولید نانوسیم و نانولوله
به‌شمار می‌رود.

برخلاف روش‌های رایج پایین به بالا، این روش دارای خروجی بسیار بالا بوده و
ساختار مواد تولید شده نیز بسیار منظم است به‌طوری‌که به‌راحتی قابل
به‌کارگیری در میکروسیستم‌ها است.

اندازه این نانوساختارها تا چندین متر یکنواخت بوده و برش سطح مقطع آنها
حکایت از یکنواخت بودن قطر این نانوسیم‌ها دارد. بنابراین این روش نوید
تولید نانوسیم‌های بلند و بدون نقص را به محققان می‌دهد.

در این روش با استفاده از کاهش اندازه تحت گرما و کنترل کامپیوتری، ساختار
اولیه که یک میله ماکروسکوپی است نازک شده و در نهایت یک رشته با قطر
نانومقیاس ( تا ۱۰ نانومتر) ایجاد می‌شود. با این روش نانولوله‌ها و
نانوسیم‌های پلیمری پیزوالکتریکی نیمه‌هادی ساخته می‌شوند.

در آغاز کار، از یک میله پلیمری ماکروسکوپی با حفره حلقوی استفاده می‌شود
که در ادامه کار با کشیدن این میله‌ها در راستای محوری، نازک شده و
میله‌هایی نازکتر تولید می‌شود. درواقع ابتدا فیبرهای چند میلیمتری نازک
شده تا فیبرهای چند میکرونی ایجاد شوند. این کار چند مرتبه تکرار می‌شود تا
فیبرها در مقیاس نانومتر درآیند.

نتایج این تحقیق در قالب مقاله‌ای تحت عنوانArrays of indefinitely long
uniform nanowires and nanotubes در نشریه Nature Materials به چاپ رسیده
است.