گروهی از محققان اسپانیایی روش جدیدی برای ایجاد نانوساختارهای توخالی با شکل‌ها و ترکیب‌های پیچیده ابداع کرده‌اند. در این روش از ترکیب کردن دو فرایند خوردگی معروف (جایگزینی گالوانیکی و اثر کیرکندال) استفاده می‌شود.
ایجاد نانوساختارهای سه‌بعدی مختلف با استفاده از خوردگی
|
محققان موسسه Català de Nanotecnologia در اسپانیا روش جدیدی برای ایجاد نانوساختارهای توخالی با شکل‌ها و ترکیب‌های پیچیده ابداع کرده‌اند. در این روش که در آن از ترکیب کردن دو فرایند خوردگی معروف (جایگزینی گالوانیک و اثر کیرکندال) در یک مرحله واحد استفاده می‌شود، شکل نانوذرات پس از سنتز آنها تغییر داده می‌شود. می‌توان از نانوذرات سنتز شده در دارورسانی، کاتالیز و حتی به‌عنوان قطعات ساختاری در نانوروبات‌ها بهره برد. |
|
|
|
اشیای نانومقیاس را می‌توان با استفاده از فرایند پایین به بالا و به شکل اتم به اتم یا مولکول به مولکول تولید کرد، اما این فرایند معمولاً بسیار خسته‌کننده بوده و شامل برداشتن تک‌تک‌اتم‌ها یا مولکول‌ها با نوک میکروسکوپ نیروی اتمی و چیدن آنها کنار یکدیگر است. این روش بسیار دشوار است، زیرا نوک میکروسکوپ به اشیای نانومقیاس می‌چسبد. این اثر به‌نام نانوانگشت چسبنده معروف است. حال ادگار گونزالس و همکارانش با بهره‌گیری از شیمی کلوئیدها بر این مشکل غلبه کرده‌اند. آنها نشان داده‌اند که می‌توان با استفاده از فرایند خوردگی به نانوذرات حمله کرده و آنها را از داخل خالی کرد تا ساختارهای توخالی پیچیده با حفرات به‌هم‌پیوسته تولید شوند. فرایند خوردگی در مقیاس نانو بسیار شدیدتر از مقیاس ماکرو صورت می‌گیرد، زیرا مساحت سطحی نانوذرات که در این مقیاس در معرض خوردگی قرار می‌گیرند، بسیار بالاتر است. با استفاده از این روش می‌توان اشکال بسیار مختلفی ایجاد کرد. اثر کیرکندال زمانی اتفاق می‌افتد که جریانی از نقاط خالی در جهت مخالف انتشار طبیعی اتم‌ها در یک فلز وجود داشته باشد. این جریان موجب ایجاد حفراتی درون ساختار ماده می‌شود. جایگزینی گالوانیک نیز یک روش ساده برای ایجاد نانوساختارهای خالی در فلزات بی‌اثر است، زمانی که از نقره به‌عنوان ماده قربانی استفاده می‌شود. این یک فرایند تک‌مرحله‌ای است که نانوساختارهای فلزی را حل کرده و ساختارهایی را ایجاد می‌کند که توسط دیواره‌های ممتد یا حفره‌ای با ضخامت قابل کنترل احاطه شده‌اند. ویکتور پونتس، رهبر این گروه پژوهشی می‌گوید انجام این کار در مقیاس ماکرو غیرممکن است. او می‌افزاید: «با این حال در دنیای نانو اگر اجزای خورنده و نانوذرات به خوبی با یکدیگر مخلوط شوند، این اثر به صورت خودبه‌خودی روی می‌دهد. دنیای نانو یک میلیارد برابر بزرگ‌تر از دنیای معمولی است و پدیده‌هایی که در این مقیاس روی می‌دهند، در مقایسه با پدیده‌هایی که در زندگی روزمره اتفاق می‌افتند، شبیه معجزه هستند». جزئیات این کار در مجله Science منتشر شده است. |
