محققان موسسه فناوری ماساچوست روشی برای رشد دادن سیم‌های زیر میکروسکوپی در آب با دقت بالا ابداع کرده‌اند. این روش امکان تولید کل ابزارهای الکترونیکی را از طریق یک فرایند مبتنی بر مایع فراهم می‌کند.
کنترل رشد نانوسیم‌ها در آب و در دمای عادی
محققان موسسه فناوری ماساچوست روشی برای رشد دادن سیم‌های زیر میکروسکوپی در آب با دقت بالا ابداع کرده‌اند. این روش امکان تولید کل ابزارهای الکترونیکی را از طریق یک فرایند مبتنی بر مایع فراهم می‌کند.
این محققان با استفاده از روشی به‌نام سنتز هیدروترمال و با ایجاد آرایه‌ای از یک دیود نورافشان (LED) که از نانوسیم‌های اکسید روی در یک کانال میکروسیالی ساخته شده است، کارایی این روش را نشان داده‌اند. آنها این کار را روی یک میز آزمایشگاه و در شرایط نسبتاً طبیعی انجام داده‌اند. در این کار از یک سرنگ برای راندن محلول درون یک لوله موئین به قطر یک دهم میلی‌متر استفاده شده و نیازی به فرایندها و ابزارهای گران مربوط به تولید نیمه‌رساناها وجود ندارد.
دکتر برایان چو، یکی از محققان این کار می‌گوید: «برعکس ساختارهای بزرگ، میان شکل و ویژگی‌های الکتریکی و اُپتیکی نانوساختارها ارتباط وجود دارد. توانایی تنظیم شکل یک نانوساختار ابزار بسیار قدرتمندی به‌شمار می‌رود، زیرا می‌توان با این روش ویژگی‌های آن را تنظیم کرد».
سامانه‌ای که چو و همکارانش استفاده کردند، می‌تواند نسبت‌های ابعادی نانوسیم ها را کنترل کند تا بدین طریق از نانوسیم‌های نازک و بلند گرفته تا صفحات مسطح تولید شوند.
چو می‌گوید راه‌های دیگری برای ساختن این نانوسیم‌ها وجود دارد. «محققان با استفاده از ابزارهای دیگری، مخصوصاً در دماهای بالا و در حلال‌های آلی توانسته‌اند موفولوژی این سیم‌ها را به‌خوبی کنترل کنند، اما انجام این کار درون آب و در دماهای معمولی بسیار جذاب است، زیرا می‌توان این ابزارها را روی پلیمرها و پلاستیک‌های انعطاف پذیر تولید کرد».
آنها دریافتند که کلید این کار ویژگی‌های الکتروستاتیک ماده اکسید روی در حین رشد آن از محلول است. زمانی که یون‌های خاصی به محلول اضافه شد، این یون‌ها خود را به‌وسیله نیروهای الکتروستاتیک به نقاط خاصی از نانوسیم (فقط به کناره‌ها یا فقط به دو انتها) متصل نموده و مانع از رشد سیم‌ها در آن جهت شدند. میزان این ممانعت به‌ویژگی‌های خاص ترکیب اضافه شده بستگی دارد.
با وجودی که در این کار از اکسید روی استفاده شده است، اما محققان موسسه فناوری ماساچوست بر این باورند که می‌توان از این روش روی مواد دیگری همچون اکسید تیتانیوم نیز استفاده کرد. چون شرایط معمولی مورد استفاده در این روش امکان رشد نانوسیم‌ها را روی صفحات پلاستیکی فراهم می‌کند، می‌توان از این روش به‌عنوان مثال در ساخت صفحات نمایشگر بهره برد.
جزئیات این تحقیق در مجله Nature Materials منتشر شده است.
