محققان پژوهشکده ی علوم و فناوری نانو با استفاده از یک عامل پوشاننده جدید موفق به سنتز نانوذرات سیلیکا با مورفولوژی بسیار یکنواخت کروی تحت شرایط آزمایشگاهی شدند.
سنتز نانوساختار کروی سیلیکا با مورفولوژی یکنواخت
محققان پژوهشکده ی علوم و فناوری نانو با استفاده از یک عامل پوشاننده ی جدید موفق به سنتز نانوذرات سیلیکا با مورفولوژی بسیار یکنواخت کروی تحت شرایط آزمایشگاهی شدند. این محققان با بررسی شرایط مختلف آزمایشگاهی توانستند شرایط بهینه سنتز کروی شکل نانوذرات را ارائه دهند.
نانوساختارها کاربردهای متنوعی در ابزار آلات فوتوکاتالیتیت، نانوالکترونیک، نانو اپتوالکترونیک و غیره دارند. در بین نانومواد، ساختارهای نانوکریستال‌ها از توجه ویژه‌ای به علت خواص منحصربه‌فرد برخوردار است که خواص آنها علاوه‌بر ترکیبات نانوماده به نوع، اندازه، شکل و توزیع اندازه ذرات آنها نیز بستگی دارد. نانوسیلیکا از جمله این مواد است که با روش‌های متفاوت به صورت مکعبی، کروی و یا حفره‌ای سنتز می‌شود. نانوسیلیکا در سرامیک ها، ابزارهای کروماتوگرافی، اجزای الکترونی، ابزارهای فوتوالکتریک و غیره کاربرد دارد.
مریم مسجدی ارانی دانشجوی دکترا دانشگاه کاشان در مورد اهداف این تحقیقات گفت: «هدف تولید نانوذرات سیلیکا با مورفولوژی کروی و کاملا یکنواخت با اندازه مناسب بوده است. در این روش تهیه از سورفکتانت‌های مهم تجاری (آنیونی، کاتیونی و پلیمری) استفاده شد ولی بر خلاف انتظار ما محصولات بهینه‌ای تولید نشد. ما از یک عامل پوشاننده ی فضایی جدید ساخته شده در ازمایشگاه استفاده کردیم نانوذرات بسیار یکنواخت و ریز حاصل شد. این عامل پوشاننده مزیت‌هایی از قبیل ارزان بودن، دردسترس بودن و روش سنتز آسان داشت.»
تصویر SEM از نانو ساختار SiO2 سنتز شده با a) SDS، b) CTAB، c) PVP و d) PEG
وی در ادامه افزود: «در این تحقیقات ما چند مرحله برای رسیدن به اهداف خود در نظر گرفیتم. در مرحله ی اول به ساخت عامل پوشاننده پرداخته شد که یکی از مزیت‌های مهم این روش برای تشکیل نانوذرات یکنواخت از نظر مورفولوژی و اندازه است. در مرحله ی بعد سنتز نانوذرات کروی سیلیکا با روش سونوشیمیایی و با استفاده از عامل پوشاننده انجام گرفت و در مراحل پایانی روش‌های آنالیزی مهم برای‌شناسایی نانوذرات بهینه انجام شد.»
در تصویر بالا نانو کره‌های سیلیکای سنتز شده در حضور امواج فراصوت با استفاده از ۴ سورفکتانت تجاری آنیونی، کاتیونی و پلیمری نشان داده شده است. این سورفکتانت‌ها به صورت آماده از شرکت‌های سازنده خریداری شده و جزئیات سنتز نانوکره‌ها طی سه مرحله بالا صورت گرفت. جهت‌گیری ذرات سیلیکا کنار یکدیگر در حضور عامل پوشاننده به گونه‌ای محدود شده که مورفولوژی یکنواخت کروی حاصل شد.
به گفته مسجدی این روش سنتز نانوذرات کروی و یکنواخت می‌تواند در صنعت داروسازی به عنوان یک روش سنتز مقرون به صرفه به کار گرفته شود و برخی مشکلات جامعه پزشکی را نیز برطرف کند.
نتایج این کار تحقیقاتی که به دست مریم مسجدی ارانی و همکاران آنها صورت گرفته است، در مجله Ceramics International (جلد ۴۰، شماره ۱، ژوئن سال ۲۰۱۴، صفحات ۴۹۵–۴۹۹) منتشرشده است.
