کشف دو مرحله‌ی آغازین از رشد نانولوله‌های کربنی

محققان دانشکده بوستون دو مرحله‌ی آغازین رشد نانولوله کربنی را در فرآیند رسوب نشانی بخار شیمیایی تشدید شده با پلاسما کشف کرده‌اند. در این تحقیق لوله‌های در هم پیچیده‌‌ی نامنظم، رشد کرده و در نهایت نانولوله‌های منظم تشکیل می‌شوند.

ژیفنگ رن و هنژی وانگ، از فیزیکدانان دانشکده بوستون، اظهار می‌دارند که با به‌کارگیری کاتالیزورهای لایه نازک، دو مرحله‌ی آغازین رشد نانولوله‌ی کربنی را کشف کرده‌اند. در مرحله‌ی اول که لوله‌های اولیه شکوفا می‌شوند، به‌صورت تصادفی در هم پیچیده شده و پس از آن در مرحله دوم، لوله‌ها‌ نظم اولیه می‌گیرند. در مرحله‌ی سوم و چهارم لوله‌های کربنی، آرایش کامل و منظمی پیدا می‌کنند. این روش، روش استانداردی برای تهیه‌ی نانولوله‌های کربنی که در تحقیقات زیست پزشکی و دیگر موارد مورد استفاده قرار می‌گیرند، است. وانگ بیان می‌کند که مراحل رشد نانولوله‌های کربنی با تنظیم ضخامت کاتالیزور قابل کنترل است.

در روش رسوب نشانی بخار شیمیایی تشدید شده با پلاسما، نانولوله‌های کربنی به‌وسیله تجمع و انباشتگی مکرر اتم‌های کربنی که از تخریب گازها در حضور کاتالیزورها حاصل می‌شوند، تشکیل شده و در نهایت مواد کربنی چند لایه بر روی یک سابستریت به‌وجود می‌آید. مرحله‌ی اول بین صفر تا ۴ دقیقه و مرحله‌ی دوم بین ۴ تا ۱۰ دقیقه به‌طول می‌انجامد.

وانگ اظهار دارد که نانولوله‌های کربنی که آرایش منظم ندارند، دانسیته حجمی و مساحت سطح بالاتری از نانولوله‌های کربنی منظم دارند. این دسته از نانولوله‌های کربنی در انتقال حرارت بسیار کارآمد بوده و می‌توانند به‌صورت پوشش‌های نازک در مدارهای مجتمع به‌کار گرفته ‌شوند. این نانولوله‌ها می‌توانند فرآیند خنک سازی مدارهای مجتمع را با انتقال حرارت به‌وجود آمده در سیستم، با کارآیی بالایی انجام دهند.

نتایج این تحقیق در مجله‌ی Nanotechnology به چاپ رسیده است.