رشد نانولوله کربنی به طول نیم متر

تولید آسانسورهایی از جنس نانولوله‌های کربنی یکی از ایده‌هایی بود که در دهه ۱۹۵۰ مطرح شد، ایده‌ای که نحوه انجام و پیاده‌سازی آن برای همگان در هاله‌ای از ابهام بود. کنفرانسی تحت عنوان آسانسوری به فضا وجود دارد که در آن روی پیشرفت‌های انجام شده در این مورد بحث می‌شود.

یک شرکت ژاپنی اخیرا اعلام کرده که برنامه‌ای برای ساخت این آسانسور تا سال ۲۰۵۰ دارد. این برنامه براساس استفاده از نانولوله‌های کربنی به طول ۱۰۰ هزار کیلومتر است، در واقع باید ابتدا چنین نانولوله‌ای را تولید کرد سپس به سراغ ساخت آسانسور رفت. تا کنون چنین نانولوله‌ای تولید نشده است. 

پژوهشگرانی که به دنبال تولید محصولاتی با ویژگی‌های مکانیکی منحصر به فرد نظیر فیبرهای فوق مستحکم هستند همیشه با این سوال روبرو بودند که چگونه می‌توان نانولوله‌های کربنی با طول‌های ماکرومقیاس تولید کرد بدون این که دانسیته مساحتی آنها کاهش یابد. یکی از اصلی‌ترین مراحل در رسیدن به این هدف آن است که بتوان ساز و کاری برای تولید انبوه نانولوله‌های کربنی با طول‌های بلند ایجاد کرد.

اخیرا مقاله‌ای تحت عنوان «Growth of Half-Meter Long Carbon Nanotubes Based on Schulz–Flory Distribution» در نشریه ACS NANO به چاپ رسیده است که در آن محققان دانشگاه سینگوا اعلام کردند که می‌توان با روش توزیع شوتز فلوری (Schulz-Flory distribution) شرایط بهینه برای رشد نانولوله‌های بلند را پیدا کرد. این روش در علم پلیمر بسیار رایج است.

 ینگ‌ینگ ژانگ از محققان این پروژه می‌گوید توزیع شوتز فلوری دلیل این که چرا با بلندتر شدن طول نانولوله‌های کربنی دانسیته مساحتی آنها کاهش می‌یابد را به خوبی توضیح می‌دهد. در این پروژه ما نشان دادیم که چگونه می‌توان نانولوله‌ای به طول نیم متر تولید کرد، این نانولوله بلندترین نانولوله‌ای است که تا کنون در جهان ساخته شده است.

دانسیته مساحتی نانولوله‌های کربنی نسبتا پایین است بنابراین بلندترین نانولوله تولید شده پیش از این ۲۰ سانتیمتر بوده است. این گروه تحقیقاتی به بررسی فاکتورهای موثر بر رشد نانولوله‌های کربنی پرداخته‌اند، نتایج کار آنها نشان می‌دهد که کاتالیست‌ها اصلی‌ترین نقش را در این میان ایفا می‌کنند. آنها برای رشد نانولوله‌های کربنی از کاتالیست مناسبی استفاده کردند. 

توزیع شوتز فلوری دقیقا رفتار و تاثیر فعالیت کاتالیست‌ها را روی رشد نانولوله‌های کربنی بلند توضیح می‌دهد. با استفاده از این تئوری، محققان شرایط را برای رشد نانولوله‌هایی به طول نیم متر فراهم کرده و در نهایت به مقصود خود رسیدند.