محققان دانشگاه توکیو با استفاده از یک کپسول حاوی ژل، نانوالیاف بلندی تولید کردند. این نانوالیاف دارای هدایت الکتریکی مناسبی بوده بهطوری که میتوان از آنها در ساخت حسگرها استفاده کرد.
تولید نانوالیاف رسانای طویل
پژوهشگران ژاپنی موفق به ساخت الیاف سوپرمولکولی بسیار بلند از ترکیبات لیپید مانند شدهاند که قادرند با خودآرایی به کانالهایی میکروسیالی تبدیل شوند. با کپسوله کردن این الیاف در یک پوشش ژل مانند، میتوان از پوشش بهعنوان یک داربست استفاده کرد تا رشتهها بهصورت طویل رشد کرده بهطوری که طول آنها به یک متر برسد. محققان از این الیاف برای تولید پلیمرهای رسانا استفاده کردند.
تولید ژلهای سوپر مولکولی در مقیاس تودهای انجام میشود و در نهایت موجب تشکیل انباشتهای از نانوالیاف میگردد که با استفاده از پیوند هیدروژنی، برهمکنش پای-پای و نیروی واندروالسی بههم چسبیدهاند. بهدلیل طبیعت ضعیف این برهمکنشها، تجمعات ماکروسکوپی و تشکیل الیاف بزرگ اتفاق نمیافتد. یک تیم تحقیقاتی به رهبری سوجی تکوچی از دانشگاه توکیو با استفاده از ژل این الیاف را گیر انداخته است.
محلولی حاوی مونومر درون میکروکانال ریخته شده و سپس آن را آلجینیت میکنند. به کل این سیستم محلولی از کلرید کلسیم اضافه میشود که موجب شروع فرآیند تشکیل ژل میشود. سوجی تکوچی میگوید تشکیل سریع ژل بسیار مهم بوده و بخش سل آلجینیت ( کلوئیدی از ذرات بسیار کوچک) میتواند در حضور یونهای کلسیم به سرعت تشکیل ژل دهد.
با استفاده از رنگهای لیپیدی و نانودانههای فلورسانت میتوان به ترتیب رشتههای سوپرمولکولی تشکیل شده و ژل را مشاهده کرد. نتایج مشاهدات میکروسکوپی نشان میدهد که در صورت وجود یک جریان خطی، میتوان نانوالیافی تولید کرد که در راستای جهت جریان رشتههای سوپرمولکولی باشد. ساختارهای تراز شده در عدم حضور ژل نیز تولید میشوند اما بسیار شکننده هستند.
طول رشته را میتوان با تغییر زمان تزریق میکروکانالی تنظیم کرد که با این کار میتوان رشتههایی به طول یک متر ایجاد کرد. رشته تولید شده با استفاده از یک انبرک گرفته و کشیده شده است. با توجه به این که میتوان الیاف سوپرمولکولی را تراز کرد بنابراین این امکان بوجود میآید که از آنها بهعنوان الگو برای سنتز پلی آنیلین استفاده کرد. برای این کار مونومر را روی سطح الیاف قرار داده که بهدلیل وجود نیروی برهمکنشی ضعیف، مونومر روی آن میتواند بدون متجمع شدن پلیمریزه شود. برای زدودن محصول تولید شده از EDTA استفاده میشود. نتایج نشان میدهد که هدایت الکتریکی پلیآنیلین تولید شده در حدود چند ده نانوآمپر است که برای ساخت حسگر کافی است.