بافت نانوسیم‌های باردار شده با نور

یک گروه تحقیقاتی موفق شده است روشی برای بافت نانوسیم‌ها و ایجاد رشته‌هایی بلند ارائه کند. این گروه با باردار کردن نانوسیم‌ها، دستکاری آنها را با میدان الکتریکی ساده کرده است. با این روش نانوسیم‌ها در هم تنیده شده و بافته می‌شوند.

مواد نانومقیاس نظیر نقاط کوانتومی، نانولوله‌های کربنی و گرافن دارای ویژگی‌های پیچیده‌ای هستند.اگر این مواد به‌صورت تجمع یافته تشکیل ساختاری بزرگتر دهند آنگاه بهره‌گیری از مزیت‌های این مواد دشوار می‌شود. این که چگونه بتوان این نانوساختارها را به‌صورت متجمع ایجاد کرد و در نهایت یک ساختار ماکروسکوپی تولید نمود، خود چالش بزرگی در میان محققان فناوری نانو در سراسر جهان به‌وجود آورده است. در مورد نانوسیم‌ها، محققان در جستجوی روش‌های مختلف تجمع نانوسیم‌ها از لانگمر بلاجت گرفته تا الکتروریسندگی  هستند.

پژوهشگران دانشگاه نوتردام با همکاری همتایان خود در مرکز نانو ال ال سی آمریکا، روش جدیدی برای متجمع کردن نانوسیم‌ها و ایجاد بافته‌های ماکروسکوپی ارائه کردند. با این روش می‌توان میلیون‌ها نانوسیم را به یکدیگر بافت. این گروه تحقیقاتی دریافته است که از نور می‌توان برای باردار کردن نانوسیم‌های نیمه‌هادی معدنی استفاده کرد. به مجرد این که نانوسیم باردار شد، آنگاه می‌توان آن را با میدان الکتریکی دستکاری  نمود. آنها این روش را  متجمع کردن  نانوسیم‌ها  با  نور  (LINA) نامگذاری کردند.

ماسارو کونو استاد دپارتمان شیمی این دانشگاه می‌گوید در روش LINA حاملین ایجاد شده توسط نور، درون سیم‌ها ایجاد یک دو قطبی بزرگ می‌کنند با این کار به‌محض اعمال میدان الکترواستاتیک، نانوسیم‌ها جهت‌گیری می‌کنند. در نتیجه بافت‌هایی با قطر ۱۰ میکرون به‌وجود می‌آید که طولی در حدود ۲۵ سانتی‌متر خواهد داشت. این یک روش عمومی است به‌طوری که می‌توان از آن برای بافت نانوسیم‌هایی از جنس‌های مختلف نظیر CdS, CdSe, CdTe, PbS و PbSe استفاده نمود. علاوه‌براین می‌توان از مخلوط این مواد برای بافت استفاده کرد. همچنین می‌توان اجزائی نظیر ABABABAB ایجاد کرد به‌طوری که A یک ماده و B ماده دیگر باشد.

این روش می‌تواند به‌صورت اتوماتیک انجام شود در نتیجه رشته‌های بلند به‌صورت انبوه تولید می‌شود. این روش می‌تواند در نهایت منجر به تولید منسوجاتی از جنس نانوسیم شود. محققان این پروژه معتقدند که اعمال میدان الکتریکی روی نانوسیم‌ها می‌توان به شکل ساده‌ای اعمال شود برای مثال بار استاتیک روی دستکش‌ها اعمال شده و این دستکش‌ها در اطراف نانوسیم غوطه‌ور در محلول حرکت کند.

نتایج این تحقیق در قالب مقاله‌ای تحت عنوان Light Induced Nanowire Assembly: The Electrostatic Alignment of Semiconductor Nanowires into Functional Macroscopic Yarns”در نشریه Advanced Materials به چاپ رسیده است.