روشی برای تولید نانولوله‌های کربنی تقویت شده با بور

آتسوشی واکامیای از موسسه تحقیقات شیمی، ژیگو ژو، توموکاتسو کیوشیدا از دانشگاه ناگویا به‌همراه شیگهیرو یاماگوچی از دانشگاه ناگویا روش جدیدی برای تقویت مواد کربنی دو بعدی با استفاده از بور ارائه کردند. این روش برای تولید مواد انتقال دهنده الکترونی با کارایی بالا در ادوات الکترونیکی آلی به‌کار گرفته خواهد شد.

آتسوشی واکامیای از موسسه تحقیقات شیمی، ژیگو ژو، توموکاتسو کیوشیدا از
دانشگاه ناگویا به‌همراه شیگهیرو یاماگوچی از دانشگاه ناگویا روش جدیدی
برای تقویت مواد کربنی دو بعدی با استفاده از بور ارائه کردند. این روش
برای تولید مواد انتقال دهنده الکترونی با کارایی بالا در ادوات الکترونیکی
آلی به‌کار گرفته خواهد شد.
 
موضوع بحرانی در حوزه الکترونیک آلی، تولید مواد انتقال دهنده الکترونی کارا است.
پیشرفت‌های اخیر در تولید مواد انتقال دهنده حفره در حوزه ادوات فتوولتائیک آلی
موجب شده است بهبود ۱۰ درصدی در تبدیل نور به انرژی الکتریکی اتفاق افتد. البته این
مواد انتقال دهنده محدود به مشتقات فولرین است. بنابراین پیشرفت مواد انتقال دهنده
الکترون مرحله کلیدی در توسعه مواد فتوولتاییک آلی بوده که موجب افزایش بهره تبدیل
نور به الکتریسیته می‌شود. یکی از راهبردهایی که به‌نظر می‌رسد می‌تواند مورد
استفاده قرار گیرد، وارد کردن اتم‌های بور (تقویت اتمی) درون شبکه دو بعدی کربنی
است تا مواد انتقال دهنده الکترونی جدید ساخته شود. ( رجوع به تصویر ۱)

اصلی‌ترین چالش در تولید مواد تقویت شده با بور این است که ترکیبات آلی تقویت شده
با بور را بتوان پایدار کرد. این گروه تحقیقاتی مفهوم جدیدی برای پایداری سینتیکی
مواد تقویت شده ارائه کردند که مبتنی بر محدودیت ساختاری است. (رجوع به تصویر ۲)
آنها یک روش سنتز جدید موثر برای سنتز ترکیبات مدل سازی شده ارائه کرده و همچنین
ثابت کردند یک سری مواد کربنی حاوی بور دارای توانایی پذیرندگی الکترون هستند. این
ترکیبات دارای پایداری بالا در هوا و گرما هستند. این نتایج ثابت می‌کند یک ایده
جدید برای پایداری سینتیکی اسکلت‌های چند حلقه‌ای کربنی دو بعدی حاوی بور در غیاب
گروه‌های آریلی توده‌ای وجود دارد. این نتایج به محققان کمک می‌کند تا دسته جدیدی
از مواد کربنی دو بعدی حاوی بور را تولید کنند. با استفاده از این روش می‌توان
گرافن حاوی بور و مواد کربنی چندحلقه‌ای سبک وزن تولید کرد. همچنین امکان تولید
نانولوله‌های کربنی و فولرین با این روش وجود داشته تا با آنها مواد انتقال دهنده
الکترون تولید کرد. نتایج این پروژه می‌تواند برای تولید ادوات فتوولتائیک آلی جهت
تبدیل نور به انرژی الکتریسیته استفاده کرد.

نتایج این تحقیق در قالب مقاله‌ای تحت عنوان Stabilization by Structural
Constraint and Their Plane-to-Bowl Conversion. در نشریه J. Am. Chem. Soc به چاپ
رسیده است.