یک گروه تحقیقاتی با اعمال میدان مغناطیسی به یک محلول کلوئیدی حاوی نانوذرات، نانوساختارهایی با ویژگیهای دلخواه تولید کرده است. این روش میتواند مسیر تولید مواد با ویژگیهای منحصر بهفرد را هموار کند.
راهبرد جدیدی برای تولید ساختارهایی با ویژگی دلخواه
اریک فارست از مهندسان زیست مولکولی دانشگاه دلاوار گام موثری در راستای استفاده از فناوری نانو برداشته است او از نانوذرات بهعنوان واحدهای سازنده ساختارهای جدید استفاده کرده است. فارست بههمراه همکارانش در ناسا، سازمان فضای اروپا و دانشگاه لیهای روی این پروژه کار کرده و نتایج کار خود را در قالب مقالهای تحت عنوان Multi-scale kinetics of a field-directed colloidal phase transition در Proceedings of the National Academies of Science به چاپ رسانده است.
در این مقاله محققان بهدنبال درک بهتر فرآیند خودآرایی نانوذرات و ایجاد ساختارهای ویژه هستند. این گروه تحقیقاتی روی محلول کلوئیدی پارامغناطیس مطالعه کردند برای این کار در بازه زمانی مختلف به این محلول میدان مغناطیسی اعمال کردند. نتایج کار آنها نشان داد که اگر فرکانس و قدرت میدان مناسب به نانوذرات اعمال شود، ذرات بهجای تشکیل ساختار تصادفی، به شبکه بلور منظم تبدیل میشوند.
فارست میگوید تا کنون هیچ کس چنین شواهدی مبنی بر جداسازی فازی در این ذرات ارائه نکرده است. نتایج این پروژه بسیار جالب توجه است زیرا دیدگاههای جدیدی درباره این که چگونه محققان میتوانند با استفاده از میدان مغناطیسی بلورها و ساختارهای منظم ایجاد کنند، ارائه میکنند. یافتههای این پروژه نشان میدهد که چگونه از مواد مختلف میتوان برای ایجاد ساختارهای منظم استفاده کرد.
از انجایی که جاذبه زمین نقش مهمی در تجمع و پراکندگی ذرات ایفا میکند، محققان از ایستگاه فضایی بین المللی برای انجام این پروژه استفاده کردند. نتایج نشان داد که پیش از تشکیل ساختار بلوری، این ساختارها به آهستگی منعقد شده و بهسرعت رشد پیدا کرده و سریع از هم جدا میشوند، دقیقا شبیه مسیری که روغن در آب طی میکند.
این گروه تحقیقاتی با این روش موفق به تولید نانوساختار جدیدی شدند که میتواند در مخابرات نوری مورد استفاده قرار گیرد. نتایج این پروژه بههمراه اطلاعات بهدست آمده در طی انجام آن، دانشمندان را قادر میسازد تا مسیرهای دیگری برای دستکاری و خلق نانومواد از نانوذرات پیدا کنند.
فارست میافزاید اکنون ما ذرهای داریم که به میدان الکتریکی پاسخ میدهد ما میتوانید از این روش برای متجمع کردن این ذرات استفاده کرده و ساختاری با ویژگیهای مفید بسازیم و از آن در حوزههایی نظیر فتونیک استفاده کنیم. این راهبرد برای تولید مواد اهمیت زیادی دارد بهطوری که با استفاده از آن میتوان موادی با ویژگیهای دلخواه تولید کرد.
