تاثیر اولتراسونیک روی نانولوله‌های کربنی

محققان آمریکایی نشان دادند که تاثیر اولتراسونیک روی نانولوله‌های کربنی بلند و کوتاه متفاوت است. در نانولوله‌های کربنی کوتاه اولتراسونیک موجب کشیده شدن شده اما در نانولولههای بلند موجب خمیدگی می‌شود.

محققان آمریکایی نشان دادند که تاثیر
اولتراسونیک روی نانولوله‌های کربنی بلند و کوتاه متفاوت است. در
نانولوله‌های کربنی کوتاه اولتراسونیک موجب کشیده شدن شده اما در
نانولولههای بلند موجب خمیدگی میشود.

پژوهشگران دانشگاه رایس به مطالعه تاثیر اولتراسونیک روی نانولوله‌های
کربنی پرداختند. ماتیو پاسکوالی از محققان این پروژه می‌گوید مطالعات ما
نشان داد که این گفته قدیمی که می‌گوید من نمی‌توانم خم کنم بلکه می‌شکنم،
در مقیاس نانو و میکرو صادق نیست.

نانولوله‌های کربنی یکی از مواد بسیار مهم در فناوری نانو به‌شمار می‌روند.
در طول یک دهه گذشته محققان از لرزش‌های الوتراسونیک برای جدا کردن این
نانولوله‌ها استفاده کرده‌اند. ماتیو پاسکوالی و همکارانش به بررسی تاثیر
اولتراسونیک روی جدا شدن نانولوله‌ها پرداختند. این موضوع برای پژوهشگرانی
که روی نانولوله‌های کربنی بلند مطالعه می‌کنند حائز اهمیت است.

 

 
 
ماتیو پاسکوالی می‌گوید ما دریافتیم که
رفتار نانولوله‌های کربنی بلند و کوتاه در مقابل اولتراسونیک بسیار متفاوت
است. نتایج پژوهش ما نشان داد که نانولوله‌های کربنی کوتاه در اثر
اولتراسونیک کشیده می‌شوند این در حالی است که نانولوله‌های کربنی بلند خم
می‌شوند. هر دوی این مکانیسم‌ها منجر به شکسته شدن نانولوله‌ها می‌شوند.

نانولوله‌های کربنی می‌توانند در باتری‌ها، حسگرها و تشخیص طبی استفاده
‌شود، از آنها می‌توان در نسل جدیدی کابل‌های الکترونیکی استفاده کرد. برخی
از خواص نوری و فیزیکی این ماده توسط محققان دانشگاه رایس کشف شده است.
پژوهشگران این دانشگاه اولین گروهی بودند که توانستند نانولوله‌های کربنی
به‌صورت انبوه تولید کنند. میکا گرین از محققان این پروژه می‌گوید فرایند
پردازش نانولوله‌های در فاز محلول اهمیت صنعتی زیادی دارد البته این کار با
دشواری‌هایی همراه است دلیل این امر آن است که نانولوله‌های کربنی تمایل
زیادی به متجمع شدن دارند. این نانولوله‌ها پس از چسبیدن به‌هم، نمی‌توانند
در حلال‌های رایج از هم جدا شوند. اما لرزش‌های اولتراسونیک می‌تواند این
نانولوله‌ها را از هم جدا کند در واقع با استفاده از این لرزش‌ها
نانولوله‌ها در فاز محلول دیسپرس می‌شوند. نانولوله‌هایی که اخیرا تولید
می‌شوند هزاران مرتبه بلندتر از نانولوله‌های اولیه هستند بنابراین اثر
اولتراسونیک روی آنها می‌تواند مخرب بوده و موجب شکسته شدن آنها شده و در
نهایت طول نانولوله‌ها را کوتاه کند. این امر بستگی زیادی به توان
اولتراسونیک دارد. پژوهشگران توان اولتراسونیک و زمان اعمال آن را روی
نانولوله‌های کربنی مورد بررسی قرار دادند. نتایج نشان داد که با افزایش
توان و زمان اولتراسونیک طول نانولوله‌ها کوتاه‌تر می‌شود.

این گروه با استفاده از مدل‌سازی کامپیوتری دریافتند که رفتار نانولوله‌های
کوتاه و بلند در قبال اولتراسونیک متفاوت است. نانولوله‌های کربنی کوتاه در
اثر اولتراسونیک کشیده می‌شوند اما نانولوله‌های بلند خمیده می‌شوند.

این گروه نتایج کار خود را در Proceedings of the National Academy of
Sciences به چاپ رساندند.